T型沸石膜的优化制备及其渗透蒸发性能的研究

发布时间：2024-03-09 04:03

　　有机溶剂脱水是石油、医药、化工等多个领域必不可少的一类分离过程。传统的分离技术如精馏具有能耗高、操作复杂等缺点,与之相比,沸石膜渗透汽化有机溶剂脱水技术具有能耗低、操作简单的优点。低Si/Al的NaA沸石膜亲水性能好,但是其分子中的铝原子在酸性介质中会脱除进而破坏其骨架结构;高Si/Al的Silicalite-1沸石膜耐酸性能较好,但是亲水性较差。中硅铝比(Si/Al=3⁴)的T型沸石膜,兼具良好的亲水性和耐酸性,是工业上进行渗透汽化脱水获得高纯度有机溶剂的较好的沸石膜选择。本论文首先制备了2μm的T沸石大晶种和0.4μm的T沸石小晶种,然后使用廉价的孔径大小为3⁴μm的圆管状α-Al₂O₃陶瓷作为载体,通过晶种诱导晶化(二次生长)的方式,在清液体系下短时间内制备了T型沸石膜,最后在原有的涂晶条件和合成体系下,采用“两步涂晶+两步晶化”的方法制备a&b取向性T型沸石膜,其PV性能较随机取向的沸石膜具有很大程度的提高。具体内容如下:(1)采用摩尔配比为SiO₂:Al

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1溶解扩散模型机理图[6]

PV分离过程中,渗透穿过分离膜的物质会发生相态变化(液相→气相),因此,PV工艺与其他膜分离工艺有很大不同。同样,PV性能受多种因素的影响,例如膜材料的性质和结构、渗透分子之间的相互作用、渗透分子与分离膜相互作用以及外部环境等。因此,很难提出任何通用模型来描述PV中质量传输过程的....

图1.2四种基本的渗透蒸发工艺流程图((a)-真空渗透汽化;(b)-加热渗透汽化;(c)-载体吹扫;(d)-冷凝+抽真空渗透汽化)[14]

根据渗透蒸发过程的原理和机理模型可以得出,渗透蒸发的本质为按照被分离物质的物理性质和化学性质的不同来进行分离,因此进料混合物中不同的物质在PV过程中会表现出不同的动力学性质和热力学性质,具体体现在吸附(溶解)、扩散和解吸等过程进行的速率不同,所以渗透蒸发过程得以进行。对于如何形成....

图1.3合成沸石膜的结构分类图[37]

由于膜在应用中的有效性取决于膜系统的详细形态和微观结构,因此可以对合成沸石膜进行另一种可能的分类,如图1.3所示。可以把合成的沸石膜分为“对称膜”和“不对称膜”:对称膜是由具有单一化学组成和化学形态的一种材料组成,有时也称作“各向同性”;不对称膜是由两个或者更多个不同形态的结构平....

图1.4壳聚糖-沸石NaA复合中空纤维膜的制备过程示意图[57]

原位生长法指的是通过在没有晶种层的载体表面上通过水热反应在合成凝胶的溶液中直接成核并且晶化生成沸石膜。在将混合物均质化(通常通过搅拌的方法)之后,将凝胶倒入高压釜容器中,在该高压釜容器中放置多孔载体,在高温合成期间进行成核和结晶共生。此外,不同的原位合成条件允许在载体表面获得沸石....

本文编号：3922870