大孔氧化鋁載體上凝膠二次生長法制備NaA分子篩膜.pdf

1、A型分子篩作為目前親水性最強的分子篩，合成的NaA沸石分子篩膜在有機物滲透汽化脫水領域具有很好的應用前景，尤其是生物乙醇脫水方面更是吸引了很多研究者，同時還具有良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和較強的機械強度等優(yōu)點。但是，NaA分子篩膜一直沒有能夠廣泛地得到工業(yè)化應用，主要是因為其造價較高，同時制膜方法還有待于改進。因此，NaA分子篩膜的大規(guī)模工業(yè)化合成的關鍵在于降低成本，找到更加簡單適用的膜層制備方法。
　　現(xiàn)在報道使用比較多的制膜方

2、法是晶種二次生長法，所得膜層的質量很大程度上受晶種和晶種層質量的影響，同時晶種制備過程比較復雜。因此，本文提出了一種不使用晶種的凝膠二次生長法在大孔廉價氧化鋁載體上制備NaA分子篩膜，可以有效地結合晶種二次生長法和蒸汽相轉化法的優(yōu)勢。同時，使用大孔廉價載體可以有效降低成本。另外還采用高堿度凝膠二次生長+晶種二次生長法、蒸汽相轉化+晶種二次生長法和添加聚苯乙烯小球的凝膠二次生長法嘗試制備了不對稱NaA分子篩膜層。主要研究內容和結論如下:<

3、br>　　(1)凝膠二次生長法制備NaA分子篩膜
　　采用凝膠二次生長法在大孔氧化鋁表面制備高分離性能的NaA分子篩膜?？疾炝四z前處理時間、前處理溫度、凝膠堿度(Na2O/Al2O3比)和凝膠涂敷量對于凝膠組成和膜層性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著前處理時間的延長和前處理溫度的提高，凝膠的晶化程度不斷提高;凝膠層的作用類似晶種，能夠促進在載體表面膜層的形成，而且，凝膠層中的晶體/晶核越多，這種促進作用越明顯。最佳的凝膠前處理條件是:濕

4、度50℃、時間≥18h。凝膠的堿度（Na2O/Al2O3比）太高，使凝膠中晶體長得太大，導致了膜層的缺陷，最合適的凝膠液組成和合成液組成(2.2Na2O∶2SiO2∶Al2O3∶150H2O)一致。凝膠量太多，凝膠層會出現(xiàn)裂痕或脫落，最合適的凝膠量為0.6-1.0mg/cm2。在二次生長中使用凝膠層作為“促進劑”為沸石分子篩膜的制備提供了一種新的思路。
　　(2)凝膠法制備不對稱NaA分子篩膜
　　采用高堿度凝膠二次生長+晶

5、種二次生長法、蒸汽相轉化+晶種二次生長法以及添加聚苯乙烯小球的凝膠二次生長法制備不對稱分子篩膜層。主要研究思路是先在載體表面制備多孔的NaA分子篩膜層，再在其表面通過晶種二次生長法制備超薄致密連續(xù)的分子篩膜層。對于蒸汽相轉化法，重點考察了凝膠堿度、凝膠前處理時間、凝膠水含量和蒸汽相轉化時間對于底層多孔分子篩膜的影響。通過掃描電子顯微鏡(SEM)和75℃下對90％乙醇/水溶液進行滲透汽化來表征膜層的形貌和分離性能。得到合適的條件為:凝膠組