A型沸石分子筛膜微波合成及渗透汽化性能

引　言沸石分子筛具有均匀的分子尺寸微孔结构和良好的热稳定性、机械强度、催化作用 ,是当前无机膜材料研究的热点之一 .沸石分子筛膜合成方法主要有原位水热合成法和汽相合成法 ,应用这些方法已成功合成出Ａ型[1] 、Ｙ型[2 ] 、Ｐ型[3 ] 、ＭＦＩ等[4 ] 等沸石分子筛膜 .Ａ型沸石分子筛由于具有0 .3～ 0 .5ｎｍ的有效孔径和三维孔道结构 ,亲水性强 ,有可能在小分子气体如低碳烃类分离及有机物脱水等方面得到应用 .Ｊａｎｓｅｎ等[5] 认为晶体粒径愈大 ,产生堆积孔径愈大 ,所合成的沸石分子筛膜存在缺陷可能性愈大 .但从文献报道看 ,沸石分…     

共轭聚合物膜的渗透汽化性能及应用

论述了大π键共轭聚合物膜的渗透汽化性能和应用，讨论了掺杂和去掺杂态聚苯胺膜、聚(3-甲基噻吩)和聚(N-甲基吡咯)膜对水、甲酸、乙酸、丙酸、甲醇、乙醇、异丙醇的渗透汽化性能以及它们与水的混合液的分离性能。指出掺杂态聚苯胺膜呈亲水性，有利于醇类的渗透；而去掺杂态聚苯胺膜呈疏水性，有利于有机酸类的渗透。聚丙烯酸／聚苯胺及聚酰亚胺预聚体／聚苯胺共混膜对混合液体都具有较好的分离性能，其中的大分子酸会对聚苯胺链节进行掺杂，能有效地克服盐酸小分子掺杂剂易于损失的缺点。共轭聚合物膜可望应用于醇／水混合液、有机酸/水混合液、多组分混合液的分离。     

芳香族聚合物渗透汽化膜的研究进展及展望

渗透汽化作为一项节能、低耗的新型分离技术,在溶液分离特别是共沸物分离方面有着巨大的应用前景。芳香族聚合物的耐热性、耐化学性和优异的力学性能使其广泛应用于渗透汽化膜中。综述了多种芳香族聚合物在渗透汽化中的研究情况,并对现阶段和今后的发展方向进行了评述和展望。     

P型沸石膜的合成及表征

采用水热合成法,详细考察了凝胶碱度对P沸石及其膜的合成的影响,发现凝胶碱度变化对合成晶化产物结构具有决定性影响,确定在实验条件下最佳合成碱度为Na2O/H2O=0.0163~ 0.0212. 在长250 mm、平均孔径3~5 mm的a-Al2O3陶瓷管外表面经二次涂膜,直接原位合成出膜厚约10~12 mm的沸石膜;XRD, SEM及H2, N2单组分气体渗透表征测试表明,载体管上的晶粒均匀规整,互锁状生长,为典型的P型沸石膜, H2和N2在膜内外压差为60~60 kPa范围内(25oC时),渗透速率分别为(3.60~3.99)10-6和(1.13~1.24)10-6 mol/(sm2Pa),同时具有较好的H2/N2选择系数(3.19~3.33).     

沸石分子筛膜渗透汽化分离机理及其影响因素研究进展

沸石分子筛膜在渗透汽化分离过程中的应用研究日益增多,对沸石分子筛膜渗透汽化分离机理及其影响因素作了简要综述,讨论了选择性吸附分离和分子筛分原理两种分离机理,其影响因素主要包括:分子筛膜表面特性、非沸石孔、操作温度、原料浓度、浓度极化等。     

渗透汽化膜机理研究

用顺丁烯二酸酐对聚乙烯醇（ＰＶＡ）进行交联制得渗透汽化膜,并用于水－乙醇渗透汽化分离,研究了膜的溶胀平衡过程及选择溶解与渗透汽化关系,结果表明,膜对水优先溶解,其分离系数主要由溶解选择性控制,透过速率主要由溶胀度控制。     

沸石分子筛膜的合成及其定向生长

本文综述了沸石分子筛膜的各种合成方法，介绍了有机－无机组成结构对沸石分子筛膜的定向生长和载体及其前处理对膜合成的影响。     

丝光沸石膜渗透汽化法脱水浓缩四氢呋喃的实验研究

采用二次生长法,在无有机模板剂的条件下于a-Al2O3载体上制备丝光沸石膜. 所制丝光沸石膜用于四氢呋喃(THF)水溶液脱水浓缩,考察了操作温度、THF浓度对其渗透汽化性能的影响. 结果表明,在操作温度为60℃、THF浓度为90%(w)时,丝光沸石膜的渗透通量和分离因数分别为0.35 kg/(m2×h)和9233,渗透液水含量达99.907%(w). THF浓度在75%~97%范围内,渗透液的水含量均在99.6%以上. 对THF浓度为97.066%(w)的模拟制药废液脱水37 h后,THF浓度达99.640%.     

沸石分子筛膜的合成及其走向生长

本文综述了沸石分子筛膜的各种合成方法。介绍了有机—无机组成结构对沸石分子筛膜的定向生长和载体及其前处理对膜合成的影响。     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

沸石膜渗透蒸发性能研究进展

渗透蒸发由于其对近沸物和恒沸混合物高效的分离性能而成为当今一个基本的分离操作单元。本文首先对渗透蒸发装置及分离性能表征简要总结,然后重点概述了对沸石膜的渗透蒸发应用和渗透蒸发过程影响因素,最后针对当前研究现状,展望了沸石膜在渗透蒸发方面的发展前景。     

氟离子与氧化铝摩尔比对丝光沸石膜及其渗透汽化性能的影响

采用二次生长法,在α-Al2O3载体上制备丝光(MOR)沸石膜,并通过改变合成液体系以及合成过程,制备出优质MOR沸石膜。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱研究了加氟前后制备的沸石膜微观结构及其n(Si)/n(Al)摩尔比的变化,并用异丙醇/水体系评价膜的渗透汽化性能。结果表明:改变合成液中的n(F–)/n(Al2O3)比,对制备的沸石膜表面的沸石晶体粒度、结晶度、膜厚以及膜的n(Si)/n(Al)比有影响。当n(F–)/n(Al2O3)=2.0时制备的沸石膜厚度仅约为8μm,n(Si)/n(Al)为8.5;优化合成过程后,制备的膜厚度进一步降低,约为6μm,且其渗透通量和分离因子也分别由无氟体系的0.122 kg/(m2·h)和884提升到优化后的0.219 kg/(m2·h)和2005。     

新型渗透蒸发膜及其透醇性能研究

采用溶液聚合法合成聚丙烯酸,并利用聚丙烯酸和环氧树脂的交联作用制备出交联聚丙烯酸（ＰＡＡ）,在聚砜酰胺（ＰＳＡ）膜上涂膜形成ＰＡＡ－ＰＳＡ复合膜。发现用交联聚丙烯酸－聚砜酰胺制成的复合膜在渗透蒸发领域内具有应用价值。通过对低浓度乙醇－水的渗透蒸发的试验研究,表明该膜是一种性能较好的新型优先透醇膜。     

有机硅烷改性ZSM-5/BPPO非对称膜制备及其渗透汽化性能

以硅烷改性ZSM-5分子筛为填充剂,采用沉浸凝胶相转化法制备了ZSM-5/BPPO非对称膜. 结果表明,分子筛在BPPO膜中分散均匀,填充分子筛后膜表面粗糙度增大、疏水性增强. 以低浓度乙醇-水体系为研究对象,考察了分子筛填充量、进料液浓度及进料液温度对ZSM-5/BPPO膜渗透汽化分离性能的影响. 结果表明,随乙醇浓度增大,ZSM-5/BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大;随进料液温度升高,ZSM-5/BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大;在60℃、分子筛填充量为0.3%(w)时,ZSM-5/BPPO膜对5%(w)乙醇-水体系的分离因子高达18.49,渗透通量为529.69 g/(m2×h). ZSM-5/BPPO膜对不同醇-水体系的分离结果表明,醇类分子量越大,膜分离性能越好.     

NaA型分子筛膜用于医药工业异丙醇溶媒渗透汽化脱水(英文)

NaA zeolite membranes with 80 cm in length and 12.8 mm in outer diameter were prepared by our research group cooperating with Nanjing Jiusi Hi-Tech Co., China. The influence of dissolved inorganic salts and pH value in the feed of isopropanol (IPA) solution on NaA zeolite membranes was investigated. It was found that both factors exhibited strong influence on the stability of NaA zeolite membranes. A set of pretreatment steps such as pH adjustment and distillation of the IPA solution were proposed to improve stability for pervaporation dehydration. An industrial-scale pervaporation facility with 52 m2 membrane area was built to dehydrate IPA solution from industrial cephalosporin production. The facility was continuously operated at 368-378 K to dehydrate IPA solution from water mass content of 15%-20% to less than 2% with a feed flow rate of 400-500 L·h-1 and an average water flux of 1-1.5 kg·m-2·h-1. The successful application of this facility suggested a promising application of NaA zeolite mem-brane for IPA recovery from pharmaceutical production.     

两步变温水热合成制备纯硅分子筛膜及其渗透性能

采用两步变温水热法在多孔不锈钢载体管上合成了Silicalite-1沸石膜,对合成的Silicalite-1膜进行了X射线衍射和扫描电镜及单成分气体渗透表征,并将其应用于渗透脱除水中乙醇,考察了晶化温度、合成液组成及合成次数对渗透性能的影响. 结果表明,用两步变温合成法可得到高性能的纯硅沸石膜,水/硅(摩尔比)为80且第二步晶化温度为165℃的条件下,只需经一次合成,可获得对乙醇水溶液具有高分离性能的膜,在60℃、乙醇浓度为4.8%(w)时,膜的通量为1.25 kg/(m2×h),分离系数为36.2,但经再次合成后,通量和分离系数均劣化. 水/硅(摩尔比)为225且第二步晶化温度为150℃条件下,经过再次合成,通量和分离系数均得到大大提高,在60℃和乙醇浓度为4.52%(w)时,通量和分离系数分别高达2.8 kg/(m2×h)和34.3,在如此高的分离系数下该通量达到了国内外报道的最高值.     

Pervaporation of Acetaldehyde Aqueous Solution through Zeolite 3A-Polyurethane (PU) Composite Membrane

3A-filled hydrophilic polyurethane (PU) membranes were prepared by incorporating zeolite 3A into PU for pervaporation separation of acetaldehyde and water mixtures (acetaldehyde concentration 2 wt%–20 wt%). The composite membranes were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray diffraction. The morphology and thermal stability of these membranes were also investigated. The effects of zeolite 3A on the sorption, diffusion, and pervaporation performance were evaluated. The swelling study showed that 3A-PU membrane had higher swelling degree in acetaldehyde aqueous solution than in pure water. And the swelling degree of the composite membrane in acetaldehyde solution increased with the 3A content. The permeation flux and water/acetaldehyde separation factor first increased and then decreased with increasing 3A content. The reason may be that a proper quantity of 3A will enlarge the free volume fraction of PU while excessive 3A lead to its poor dispersion. The highest permeation flux of the composite membrane could reach 223 g · m^?2 · h^?1 and the maximum water/acetaldehyde selectivity achieved 7.5. The calculation of sorption selectivity and diffusion selectivity showed that diffusion played a more important role in this process.     

新型渗透蒸发膜在偏二甲肼脱水中的应用前景

偏二甲肼传统的工业生产方法危险且能耗极大,渗透蒸发是一种新型的膜分离技术和清洁生产技术,受其膜材料的限制未能广泛应用,随着新型膜材料的出现打破这一瓶颈.在分析新型沸石膜用于醇/水等有机混合物脱水的应用研究基础上,讨论了将沸石膜应用于偏二甲肼脱水的可行性及待进一步研究的主要问题.     

NaA型分子筛膜合成及应用进展

介绍了NaA型分子筛膜在合成及应用方面的研究进展,重点介绍了NaA型分子筛膜在渗透汽化分离方面的实际应用,展望了NaA型分子筛膜的应用前景。     

真空晶种引入法制备Silicalite-1沸石膜及其性能表征

采用抽真空法在多孔a-Al2O3载体管表面预先引入Silicalite-1沸石晶种,再通过水热合成二次晶化法在涂有Silicalite-1沸石晶种的a-Al2O3载体管上合成沸石膜. 用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成的沸石分子筛及膜进行了表征,考察了晶种大小、真空度对合成沸石膜渗透性能的影响,用单组分气体渗透实验检测合成沸石膜的渗透性能. XRD检测结果表明,制备的沸石膜是典型的Silicalite-1沸石膜,合成的分子筛粒径分别约为0.2, 0.5, 1和2 mm,且分布均匀;SEM检测结果表明引入的晶种涂层连续、均匀,制备的Silicalite-1沸石膜致密、互生,不存在裂缺;常温常压下,H2/N2和H2/SF6的理想分离系数分别达到4.1和133.2,大于其Knudsen扩散比值3.7和8.7.