粉体粒径对陶瓷支撑体及制备的NaA分子筛膜渗透汽化性能的研究

选用不同粒径的氧化铝粉末原料,利用挤出成型法制备管式氧化铝陶瓷支撑体,采用二次生长法在所制备支撑体表面合成NaA分子筛膜;考察了氧化铝粉体粒径对支撑体及所制备分子筛膜性能的影响。结果表明,随着原料粒径的增大支撑体纯水通量和分子筛膜的渗透通量先显著增加,当原料粒径增大至一定程度后支撑体纯水通量不再有明显变化,同时分子筛膜的渗透通量显著下降。

规模化NaA分子筛膜的制备与分离性能研究

采用湿法球磨技术制备亚微米晶种,利用球磨亚微米晶种诱导在自制大孔α-Al_(2)O_(3)支撑体合成出高分离性能的NaA分子筛膜。采用场发射扫描式电子显微镜(FE-SEM)、渗透汽化和蒸汽渗透分离技术对所合成的膜进行了系统表征。在操作温度为348 K,对水质量分数为10%乙醇-水体系进行渗透汽化测试,分离因子>10000且渗透通量高于2.5kg·h^(-1)·m^(-2)。在此基础上利用蒸汽渗透对其进行脱水实验,在操作压力0.2 MPa,对水质量分数10%乙醇-水、异丙醇-水、四氢呋喃-水、乙腈-水四种体系进行蒸汽渗透脱水至溶液中水质量分数低于0.1%,均展示出良好的分离脱水性能。

不锈钢支撑体表面NaA分子筛膜的合成与表征

利用二次生长法在不锈钢片式支撑体上合成出Na A分子筛膜。采用XRD、FE-SEM和渗透汽化分离技术对所合成的膜进行了系统表征。研究结果表明所合成的膜具有(200)面取向性,并且合成时间和合成次数对膜的取向性以及分离性能有重要影响。在2次3.5h的合成条件下,所制备的膜具有较优的取向性和分离性能,其XRD图谱上NaA分子筛(200)面与(220)面的峰强比值达到22,远高于无取向NaA分子筛膜的峰强比值。该膜在343 K下分离含水量5 wt.%的乙醇溶液时,其水/乙醇分离因子和渗透通量分别为1290和1.12kg·h^(-1)·m^(-2)。