二次生长法制备NaA型沸石膜及其在渗透汽化中的应用

首先采用负压法在氧化铝载体上引入晶种,再通过二次生长法合成了NaA型沸石膜,考察了各种因素对制膜的影响.结果表明,在90 ℃时反应晶化3 h,能够形成最佳的NaA膜层.对于质量分数为90%的乙醇水溶液,所合成的膜的渗透汽化通量为0.19 kg/(m2*h),分离因子达300以上.在此基础上研究了渗透汽化温度、渗透液浓度对于分离性能的影响,获得了渗透汽化过程的初步规律.     

添加TMAOH合成A型分子筛膜及其渗透汽化性能

采用在澄清合成液中添加少量四甲基氢氧化铵（TMAOH）的方法在管状氧化铝表面合成了A型分子筛膜;采用x射线衍射谱图（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征了A型分子筛膜的特征;考察了A型分子筛膜在乙二醇／水体系中的渗透汽化性能．XRD结果表明,氧化铝表面只有A型分子筛存在;SEM结果表明,基膜表面覆盖了一层均匀、致密的分子筛膜．在澄清合成液中添加少量TMAOH,有助于减小分子筛的厚度,从而提高分子筛膜的渗透汽化性能．在温度为343,353,363K下,当水和乙二醇的质量比为85：15时,A型分子筛膜都有很高的渗透分离性能,其选择分离系数都大于10000,渗透量分别为2．88,3．18,5．08kg·（m^2·h）^-1．在上述三种温度下,当水的含量减少时,A型分子筛膜的渗透量减小;而在水的含量相同的条件下,随着温度升高,A型分子筛膜的渗透量增加．     

NaY型分子筛膜的合成及表征

采用二次生长法，在管状莫来石支撑体外表面水热合成了NaY型分子筛膜。讨论了多种因素，如凝胶老化时间、合成温度、合成时间等对膜合成的影响。采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对膜进行了表征。XRD谱图证明在支撑体外表面形成了NaY型分子筛，根据SEM照片，膜层厚度在10—20μm。该膜表现出了对水的很高选择性，表明所制备的膜缺陷较少。     

管状NaY型分子筛膜的合成

分别采用密闭式不锈钢反应釜和开口式回流玻璃反应器,在多孔管状支撑体表面水热合成NaY型分子筛膜.探讨了硅铝溶胶老化时间、合成温度及时间、支撑体等成膜条件对分子筛膜性能的影响,对合成膜进行了XRD和SEM表征.与鼓风烘箱加热的不锈钢反应釜相比,采用油浴加热的玻璃反应器的反应时间更短;同时,形成分子筛膜的渗透性能受支撑体材质的影响很大.在优化的合成条件下,膜对水/有机物混合物具有较好的分离选择性.莫来石支撑体上形成的NaY型分子筛膜应用于75℃、水/乙醇(质量比为10/90)和水/异丙醇(质量比为10/90)体系的渗透通量和分离因子分别高达2.97 kg·m-2·h-1和305,2.45 kg·m-2.h-1和920.而不锈钢支撑体上制备的分子筛膜的渗透通量均为莫来石支撑体上合成膜的1.5倍以上.     

NaA分子筛膜的制备及其在醇类脱水中的应用

采用水热合成法在莫来石支撑体上制备NaA分子筛膜,并利用渗透汽化技术对甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇等不同分子尺寸的醇水体系进行脱水性能的研究,同时考察操作温度和原料液中水含量对膜的分离性能的影响.研究表明:在优化条件下制备出致密无缺陷的NaA分子筛膜,所制备的膜对几种醇类体系脱水都具有良好的分离效果,膜的渗透水通量随温度的升高而增加,分离因子略有下降;随着醇类分子尺寸的增大,膜的分离因子和水通量都呈增大趋势.     

T-NaX分子筛复合膜的制备及其渗透汽化性能

本文利用NaX型分子筛对T型分子筛膜进行修饰,制备出T-NaX分子筛复合膜,借助XRD、SEM及渗透汽化实验研究了合成时间、合成温度及NaX型分子筛合成液陈化时间对复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明,在NaX型分子筛合成液陈化时间为18 h、合成温度为105℃、合成时间为28 h的条件下,可制得组织连续致密、渗透侧水含...     

真空抽吸晶种涂覆法制备中空纤维NaA分子筛膜

针对中空纤维分子筛膜批量化制备过程中晶种涂覆问题,提出真空抽吸晶种涂覆技术,以简化晶种涂覆工艺过程。利用真空抽吸法在α-Al2O3中空纤维支撑体外表面涂覆NaA分子筛晶种层,继而采用二次生长法制备NaA分子筛膜。利用粒径分析仪、X线衍射仪(XRD)以及场发射扫描电子显微镜(FESEM)对NaA分子筛晶种及所制备的分子筛膜进行了系统表征。实验考察晶种涂覆条件对膜性能的影响,并优化真空抽吸条件。研究结果显示:采用质量浓度为5 g/L的小粒径晶种悬浮液,在10 kPa真空度下抽吸5 s可获得均匀的晶种层,并制得高性能的中空纤维NaA分子筛膜。在348 K下,所制备中空纤维NaA分子筛膜用于质量分数为90%的乙醇/水溶液分离时,其渗透水通量为5.89 kg/(m2·h),分离因子为11 800。     

热浸渍晶种法制备高重复性NaA分子筛膜

利用热浸渍法和打磨法引入晶种合成NaA分子筛膜,将合成的NaA分子筛膜应用于乙醇/水混合体系,研究进料温度、进料侧压力及进料流量等对其分离性能的影响。结果表明,进料温度升高,渗透通量和分离因数呈增大趋势;进料侧压力增大,渗透通量增加,分离因数减小;进料流量增大,渗透通量明显增大,分离因数未发生明显变化。进料温度为75℃、进料侧压力为100kPa、相对真空度接近-0.1MPa、进料流量为16L/h时,所得NaA分子筛膜的渗透通量和分离因数分别为1.08kg.m-2.h-1和3 338,此时用于乙醇/水混合体系分离效果最佳。NaA分子筛膜的重复性高达80%。     

全硅DD3R分子筛膜的制备与表征

采用水热法制备全硅Deca-Dodecasil 3Rhombohedral(DD3R)沸石分子筛晶种, 并通过二次生长法在涂覆晶种的α-Al2O3片式支撑体上成功合成DD3R分子筛膜. 结合X线衍射仪(XRD)与电子扫描电镜(SEM), 考察晶种球磨处理对颗粒形貌、支撑体表面晶种涂覆以及膜的微结构的影响. 单组分气体H2、CO2和SF6的渗透实验表明:采用球磨的晶种所制得膜在500℃下, H2/SF6与H2/CO2的理想选择性分别为11.3和6.7.采用硅烷水解法修饰膜后, 在相同条件下所获得H2/SF6与H2/CO2的理想选择性分别为∞和45.8.     

用于分离二甲苯异构体的MFI型分子筛膜的制备

以无模板剂二氧化硅溶胶为前驱体,用二次生长法在已浸渍分子筛种子层的α-氧化铝支撑体上制备MFI型分子筛膜,采用X射线衍射法、扫描电子显微镜和气体渗透实验表征分子筛膜的性能,研究了单组分和双组分二甲苯异构体在氧化铝支撑分子筛膜的渗透汽化分离性能.结果表明:在50℃和10 h下,二甲苯异构体单组分的渗透汽化通量按对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的顺序依次减小;单组分的对二甲苯/邻二甲苯和对二甲苯/间二甲苯的分离因子可分别达到67和46,双组分的分别可达到29和42;单组分的对二甲苯和邻二甲苯的通量分别为7.41×10-4和0.11×10-4mol/(m2.s);双组分混合物中对二甲苯和邻二甲苯的通量分别为3.58×10-4和0.086×10-4mol/(m2.s).说明此分子筛膜适于渗透汽化分离二甲苯异构体.     

多元酸交联聚乙烯醇膜渗透汽化分离性能研究

用多元酸作交联剂与聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行反应制得渗透汽化膜,对水－乙醇进行渗透汽化分离。研究了膜溶胀平衡过程,考察了料液组成对膜渗透汽化性能的影响。     

Fast formation of NaA zeolite membrane in the microwave field

NaA zeolite membrane was successfully synthesized on the porous α-Al₂O₃ support by microwave heating. The synthesis of NaA zeolite membrane in the microwave field only needs 15 min and the synthesis time is 10 times shorter than that by conventional heating. SEM characterization indicates that the zeolite crystals in the NaA zeolite membrane synthesized by microwave heating are uniform in size; the membrane thickness is about 4 μm and is thinner than that of the NaA zeolite membrane synthesized by conventional heating. Gas permeation studies indicate that the permeances of the NaA zeolite membrane synthesized by microwave heating are 3–4 times higher than those of the NaA zeolite membrane synthesized by conventional heating, while their permselectivities are comparable.     

多组分处理浴对壳聚糖膜渗透汽化性能的影响

在壳聚糖膜的制备成型过程中,会发生多种物质的扩散和交换,以及多种离子的结合与解离.文中通过采用一系列的多组分处理浴初步探索了这些影响因素的作用机理与效果.发现碱液在膜中的扩散速度和膜的中和再生反应速度的不同可导致膜表里结构均一性的变化.当处理温度在10~20℃范围内时,三组分处理浴(0.5%NaOH/95%乙醇/NaAc的质量比为80/20/0.5)的处理效果较好,膜的性能稳定,分离系数和渗透通量均有提高.     

以廉价高岭土和硅藻土为原料合成方沸石分子筛膜

以廉价高岭土和硅藻土为主要原料,在管状莫来石支撑体上采用2次水热生长法合成了方沸石分子筛膜.通过气体渗透性能测试和XRD、SEM等对膜进行表征,重点考察了合成溶胶中的碱度、合成温度、晶化时间对膜层的晶体形貌和结构以及渗透性能的影响.结果表明:在n（ H2 O）: n（ Na2 O）为200的合成溶胶体系中,合成温度为150℃的条件下晶化反应6 h,可制备出结晶度好且渗透性能较高的纯相方沸石分子筛膜.室温下该膜的氢气渗透率为1.8×10-8 mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/CO2气体分离因子为15,高于其努森扩散值（4.7）.     

生物丁醇的渗透蒸发分离膜研究进展

丁醇的分离问题是生物丁醇工业化及应用过程中急需解决的难题之一.从不同发酵-分离耦合技术的分离效果和经济效益出发,分析了渗透蒸发技术在丁醇分离中的优势.综述了渗透蒸发分离丁醇发酵液或模拟发酵液的研究进展,对聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚三甲基硅-1-丙炔(PTMSP)及其改性膜和其他聚合物膜的特点与分离性能进行了总结.另外,还关注了支撑液膜在丁醇分离中的应用及其存在的稳定性问题,分析了丁醇发酵液中存在的溶剂小分子、中间产物及生物大分子等对分离性能的影响.最后,对用于生物丁醇分离的渗透蒸发膜的未来发展进行了展望.     

乳胶渗透蒸发膜的制备

以苯乙烯、丙烯酸乙酯为单体进行乳液聚合,将聚合获得的乳胶直接浇铸制取乳胶渗透蒸发膜。研究了乳液聚合中各成分如：单体配比、分散介质、交联剂、乳化剂及引发剂对乳胶膜机械性能及渗透蒸发分离性能的影响,得出较为理想的配方。     

Synthesis of zeolite membranes

Zeolite membranes offer great application potentials in membrane separation and/or reaction due to their excellent separation performance and catalytic ability. Up to present, various synthesis methods of zeolite membranes have been developed, including embedded method, in-situ hydrothermal synthesis method, and secondary growth method etc. Compared with the in-situ hydrothermal synthesis method, the secondary growth method possesses a variety of advantages such as easier operation, higher controllability in crystal orientation, microstructure and film thickness,leading to much better reproducibility. This review provides a concise summary and analysis of various synthesis methods reported in the literature. In particular, the secondary growth method was discussed in detail in terms of crystal orientation, defects and crystal grain layers. Some critical issues were also highlighted, which were conducive to the improvement in the synthesis technology of zeolite membranes.