T/NaY型复合分子筛膜的制备及其溶媒脱水套用中的应用

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均一的孔道结构和表面化学性质,使得致密、连续的分子筛膜通常具有高选择性和高渗透通量,分离共沸或近沸时的低能耗、过程简单、易操作等特点使它有很大的优势。目前NaA型分子筛膜已实现工业化生产,然而,低硅铝比的骨架结构极大地限制了它在酸性条件下的分离。因此,耐酸性分子筛膜的研究和稳定的制备问题亟待解决。硅铝比较高的T型分子筛和NaY型分子筛都具有很好的耐酸性。然而棒状的T型分子筛在载体上的不连续生长导致其难以大规模地生产应用。对于NaY型分子筛来说,多面体的形貌使其在载体上具有很好的互生性,但是在生长过程中容易成簇状生长,使得膜表面受力不均从而开裂。因此,本文采用互生性较好的NaY型分子筛对有缺陷的T型分子筛膜层进行修饰,从而得到高渗透汽化性能的耐酸性复合分子筛膜。通过调节T型分子筛膜层和NaY型分子筛膜层的合成条件,成功制备出了高性能、高重复性的T/NaY型复合分子筛膜,并进行渗透汽化性能测试和酸性稳定性测试,主要结果如下:(1)T型分子筛膜合成液摩尔比为20SiO2:1Al2O3:5.2Na2O:1.8K2O:600H2O,以粒径为1.5μm、浓度为0.25 wt%的T型分子筛晶对α-Al2O3载体管进行修饰,合成温度为140℃,合成时间为5 h时,制备的T型分子筛膜层渗透汽化性能较稳定。(2)以25SiO2:1Al2O3:22Na2O:600H2O的摩尔比作为NaY型分子筛膜合成液,当加入去离子水为原合成液中去离子水的3/4,合成液陈化时间为18 h,合成温度为100°C,合成时间为7 h时,T/NaY型复合分子筛膜膜性能最佳。渗透侧水含量可以达到99 wt%以上,渗透通量保持在2.56 kg·m-2·h-1以上。(3)进行T/NaY型复合分子筛膜的中试制备,测试所得分子筛膜的渗透汽化性能。结果显示,渗透侧水含量在99 wt%以上的膜管比例为85%。(4)对T/NaY型复合分子筛膜在不同pH下进行不同时间的酸处理,测试渗透汽化性能。结果表明复合分子筛膜在pH=5酸性条件下可以保持很好的稳定性。
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