NaA分子筛膜的合成及在渗透蒸发中的应用.ppt

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、难以连续、致密的分子筛膜,二次合成法, 二次合成法是先在载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、制备的膜致密、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, 300: 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 L异丙醇 含量为88.6 %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不是很高的组分 (水含量小于20 %)时，经济效应比较显著，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。, 渗透蒸发工艺应用范围,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 分子筛膜的挑战和应用展望,（1）渗透蒸发与其它分离过程结合起来，可以 达到节能的目的； （2）NaA 分子筛膜耐酸性比较差，应提高耐酸性 能；,（3） 提高膜的渗透通