高嶺土原料NaA分子篩及膜的制備與應(yīng)用.pdf

1、我國高嶺土資源儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、品質(zhì)優(yōu)良，不僅在陶瓷、造紙、農(nóng)業(yè)、橡膠、塑料、耐火材料、國防尖端技術(shù)、高檔化妝品粉料等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，而且作為質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的硅鋁酸鹽，特別適合于沸石分子篩尤其是NaA型分子篩及膜的制備。NaA分子篩有高度親水性、三維互通的孔道結(jié)構(gòu)和獨(dú)有的小孔徑等特點(diǎn)，由它組成的NaA分子篩膜孔徑均一且物料傳輸快，用于滲透汽化(PV)脫除有機(jī)物中微量水，對(duì)水具有極好的分離選擇性。與有機(jī)膜相比，它適于在苛刻條件下使用，且通

2、量高、穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長，大大降低其滲透汽化操作成本，擁有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和巨大的市場(chǎng)需求。 本文以內(nèi)蒙煤系高嶺土為原料，水熱和微波分別合成NaA分子篩；采用熱浸漬兩次預(yù)涂晶種法在大孔載體外表面水熱和微波分別合成NaA分子篩膜，并將其應(yīng)用于水/乙醇體系的滲透汽化乙醇脫水過程中。 (1)考察了水熱合成各階段因素對(duì)高嶺土合成NaA分子篩性能的影響。鈉硅比越大，堿度越小，結(jié)晶狀態(tài)越穩(wěn)定；堿度越大，高嶺土溶解越充分，越有利于NaA

3、分子篩的成核。高嶺土水熱合成NaA分子篩的靜態(tài)吸水量和鈣離子交換量分別為28.02wt.％和316.55mgCaCO3/g干基。 (2)考察了微波合成各階段因素對(duì)高嶺土合成NaA分子篩性能的影響。微波合成需要高嶺土充分完全的溶解，微波加熱強(qiáng)度大，易發(fā)生轉(zhuǎn)晶。高嶺土微波合成的NaA分子篩的靜態(tài)吸水量和鈣離子交換量分別達(dá)到28.26wt.％和341.40mgCaCO3/g干基。 (3)考察了原料配比、鋁源和晶化時(shí)間對(duì)高嶺土水

4、熱合成NaA分子篩膜的影響。配比5SiO2:Al2O3:50Na2O:1000H2O，80℃晶化時(shí)間4h高嶺土合成的NaA分子篩膜厚度為6μm，滲透汽化通量、分離因數(shù)和分離指數(shù)分別為1.465 kg·m-2·h-1、5231和7664。 (4)將高嶺土水熱合成的NaA分子篩膜進(jìn)行乙醇脫水小試，滲透汽化32.85h后1.5L原料液乙醇的摩爾含量由93.31％(97.27 wt.％)濃縮至99.04％(99.61wt.％)，達(dá)到了目