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1、NaA分子筛膜的合成及在渗透蒸发中的应用,大连理工大学吸附与无机膜研究所,报 告 人：周志辉指导教师：王金渠教授，博士生导师,目 录,一、NaA 分子筛膜的介绍 二、NaA 分子筛膜的合成方法 三、NaA 分子筛膜在渗透蒸发中的应用 四、NaA 分子筛膜渗透蒸发过程经济分析 五、NaA 分子筛膜的制备和应用展望,沸石分子筛膜是利用多孔材料作载体，在其表面合 成沸石分子筛，形成均匀的沸石分子筛薄膜；具 有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度大、不易溶胀，孔径分布均匀等优点。NaA 分子筛是一种具有三维孔道结构的沸石，孔口直径为0.41nm，Si/Al 的摩尔比例为1.,一、NaA 分子筛（膜）的介绍,孔
2、口,二、NaA 分子筛膜的合成方法,NaA 沸石膜最常用的合成方法有水热合成法、微波合成法和蒸汽相转移法,水热合成法：包括原位水热合成法和二次合成法 原位水热合成法是将原料按一定的比例加入到反应 釜中，放入无晶种的载体，在一定的温度下合成。缺点：1、合成时间长，2、膜难以连续、致密,二次合成法,二次合成法是先在支撑体表面预涂沸石分子筛晶 种层，再置于按一定比例配制的合液中，在一定 温度下水热合成成膜。优点：1、合成时间短；2、能够控制膜层厚度；3、膜致密、连续。,2.5 cm,自组装在载体表面上引入单层晶种,Adv.Mater.,2000,12:1114-1117,Science,2003,3
3、00:456-460,提拉方法引入晶种,载体在一定浓度的 分子筛悬浮液浸渍设定的时间，后按一定的提拉速度拉出，再晾干，待用。,Chem.Commun.,1997,1193-1194,电泳方法引入晶种,引入晶种方法除了上面介绍的，还有真空法、静电吸引法、打磨法,微波合成法,Adv.Mater.,2000,12:195-198,三、NaA 分子筛膜在渗透蒸发中的应用,渗透蒸发的原理,在乙醇脱水中的应用,Sep.Purif.Techn.,2001,25:251-260,在异丙醇脱水中的应用,异丙醇是高精机器和电子产品的清洁剂，也是 合成药品的溶剂,膜面积0.72 m2，393 K下每小时可处理10
4、L 88.6%(质量分数)的水/异丙醇混合物,产物含水量低于 0.5%,Sep.Purif.Techn.,2003,32:191-198,在其他有机物脱水中的应用,UDMH:1,1-二甲基联肼(1-1-dimethylhydrazine),在脱水反应中的应用,NaA分子筛膜可以使反应生成的水及时的排出，进而打破反应的热力学平衡，使反应不断的往 目标产物方向进行,J.Membr.Sci.,2002,199:117-123,四、NaA 分子筛膜渗透蒸发过程经济分析,100 kg/h water flux,:欧元,Chem.Eng.Proc.,2003,42:23-28,NaA分子筛膜对于分离水含量
5、不是很高的组分(水含量小于20%)时，经济效应才比较显著，如果对于被分离的组分水含量比较高时，可以将蒸馏和渗透蒸发结合起来，这样比较节能。,渗透蒸发工艺条件适用范围,Ind.Eng.Chem.Res.2004,43:5248-5259,不同的脱水操作过程总成本的比较,D:蒸馏操作过程；D-PV:先进行蒸馏，后再渗透蒸发；DPVD:先进行蒸馏，后渗透蒸发，最后再进行蒸馏；欧元,Sep.Purif.Techn.,2004,37:33-49,五、NaA 分子筛膜的制备和应用展望,（1）渗透蒸发要与其它分离过程结合起来，拓展渗透蒸发分离过程的应用范围，可降低有机物的生产成本，同时达到节能的目的；（2）NaA 分子筛膜耐酸性比较差，影响其在酯化反应等低pH 值溶液中的应用，应该通过改性NaA 分子筛膜的表面，提高其耐酸性能；,（3）提高膜的渗透通量，制备薄的无缺陷的膜；（4）在载体内表面制备高渗透通量和高分离 数的NaA 分子筛膜；（5）拓展NaA 分子筛膜的应用范围。,谢 谢 大 家,
