分子筛膜NaA的合成及在渗透蒸发中的应用

1、NaA分子筛膜的合成及在渗透蒸发分子筛膜的合成及在渗透蒸发中的应用中的应用 大连理工大学吸附与无机膜研究所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，博士生导师目目 录录l 一、一、NaA 分子筛膜的介绍分子筛膜的介绍l 二、二、NaA 分子筛膜的合成方法分子筛膜的合成方法 l 三、三、NaA 分子筛膜在渗透蒸发中的应用分子筛膜在渗透蒸发中的应用 l 四、四、NaA 分子筛膜渗透蒸发过程经济分析分子筛膜渗透蒸发过程经济分析 l 五、五、NaA 分子筛膜的制备和应用展望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

2、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、一、 NaA 分子筛（膜）的介绍分子筛（膜）的介绍二、二、NaA 分子筛膜的合成方法分子筛膜的合成方法 2.5 cm 自组装在载体表面上引入单层晶种自组装在载体表面上引入单层晶种 提拉方法引入晶种提拉方法引入晶种Chem. Commun., 1997, 1193-1194 电泳方法引入晶种电泳方法引入晶种 Multi-channel platePower supplyZ e o l i t e suspensio

3、n Platinum anode 微波合成法微波合成法 三、三、NaA 分子筛膜在渗透蒸发中的应用分子筛膜在渗透蒸发中的应用 渗透蒸发的原理 Sep. Purif. Techn., 2001, 25: 251-260 在异丙醇脱水中的应用在异丙醇脱水中的应用 膜面积膜面积0.72 m2，393 K下每小时可处理下每小时可处理10 L异丙醇异丙醇 含量为含量为88.6 %的水的水/异丙醇混合物异丙醇混合物, 产物含水量低于产物含水量低于 0.5 %Sep. Purif. Techn., 2003, 32: 191-198 在其他有机物脱水中的应用在其他有机物脱水中的应用 Feed solutio

4、n(A/B, wt.% of A)Temp(C)Q(kg/(m2 h)(W/E)Water/methanol (10)500.572 100Water/acetone (10)500.915 600Water/dioxane (10)601.879 300Water/UDMH(95)1003.9552 000 在脱水反应中的应用在脱水反应中的应用 J.Membr. Sci., 2002, 199: 117-123四、四、NaA 分子筛膜渗透蒸发过程经济分析分子筛膜渗透蒸发过程经济分析Membrane Mean water flux (kg/m2h) Required membrane surf

5、ace area (m2) Membrane life time (year) module cost ( /m2) Annual cost ( /per year) PVA module 110011 500150 000NaA module 25023 00075 000100 kg/h water flux : 欧元欧元 Chem. Eng. Proc., 2003, 42: 23-28 Ind. Eng. Chem. Res. 2004, 43: 5248-5259 不同的脱水操作过程总成本的比较不同的脱水操作过程总成本的比较 D-PV(Polymer)D-PV(Ceramic)D-P

6、V-D(Polymer)D-PV-D(Ceramic)Operation costs (/t product) 17.2517.12 31.61 32.02 36.65 Investment costs ( /t product) 42.1635.06 65.76 60.40 78.28 Maintenance costs (/t product) 12.4513.67 14.84 16.34 15.11 Total (/t product) 71.8665.85 112.22 109.04 130.04 D: 蒸馏操作过程；蒸馏操作过程；D-PV: 先进行蒸馏，后再渗透蒸发；先进行蒸馏，后再渗透蒸发；DPVD: 先进行蒸先进行蒸馏，后渗透蒸发，最后再进行蒸馏；馏，后渗透蒸发，最后再进行蒸馏； 欧元欧元 Sep. Purif. Techn., 2004, 37: 33-49 五、五、NaA 分子筛膜的挑战和应用展望分子筛膜的挑战和应用展望 薄的无缺陷的薄的无缺陷的 NaA