NaA分子筛膜的合成及在渗透蒸发中的应用.pptVIP

报 告 人：周志辉 指导教师：王金渠教授，博士生导师 * * 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 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 Multi-channel plate Power supply Zeolite suspension Platinum anode ＋ － 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 52 000 3.95 100 Water/UDMH(95) 9 300 1.87 60 Water/dioxane (10) 5 600 0.91 50 Water/acetone (10) 2 100 0.57 50 Water/methanol (10) α(W/E) Q(kg/(m2 h)) Temp(°C) Feed solution(A/B, wt.% of A) 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 75 000 3 000 2 50 2 NaA module 150 000 1 500 1 100 1 PVA module Annual cost (€ /per year) module cost (€ /m2) Membrane life time (year) Required membrane surface area (m2) Mean water flux (kg/m2h) Membrane 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