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膜分离作为一种新型的分离技术,由于其能耗低、设备简单、分离时物料无相变、选择透过性好等优点,近年来得到广泛的研究。高硅MFI型分子筛膜(Silicalite-1)具有非常良好的乙醇/水的分离性能,将Silicalite-1沸石分子筛膜应用于膜分离、渗透蒸发及膜反应器等方面存在巨大的潜力。本论文采用二次生长法在α-Al2O3管和不锈钢管表面合成Silicalite-1沸石膜,用XRD、SEM、EPMA和气体渗透等多种手段研究制备的Silicalite-1膜性能,并将其应用于渗透蒸发分离乙醇/水混合物。一、分别考察模板剂四丙基溴化铵(TPABr)和四丙基氢氧化铵(TPAOH)、水含量、合成液的碱度、晶化温度及晶化时间等因素对Silicalite-1沸石分子筛制备的影响。合成的沸石晶粒尺寸范围为0.1~4μm,粒径分布窄;采用TPABr为模板剂时,合成液经历形成凝胶及凝胶分解过程,而TPAOH为模板剂时不经历此过程。二、采用真空引入晶种法在α-Al2O3载体管上制备Silicalite-1沸石分子筛膜。探讨了真空引入晶种法的晶种引入压力、晶种浓度和粒径对合成Silicalite-1沸石分子筛膜的影响。晶种大小与载体孔径相当,压力为0.06~0.07Mpa时可获得均匀分散、连续的晶种层,合成的膜室温下H2的渗透率为3.25×10-7mol·m-2·s-1·pa-1,H2/N2及H2/SF6的理想分离系数分别达到4.1和133.2。三、考察不同载体和不同模板剂对制备的Silicalite-1沸石膜的外貌、厚度及气体渗透等性能的影响。采用TPAOH为模板剂,膜约在4gm左右,H2渗透率达到9.84×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/SF6的理想分离系数达到49;采用TPABr为模板剂,H2渗透率仅为1.91×10-8mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/SF6的理想分离系数仅为3.66。载体对制备的沸石膜渗透性能响也很大。四、考察了TPAOH和TPABr为模板剂、α-Al2O3陶瓷载体管和不锈钢管为载体以及合成液的水硅比对合成Silicalite-1沸石膜在5wt%乙醇/水体系中渗透汽化性能的影响。采用TPAOH为模板剂,60℃下乙醇/水的透量达到了0.62 kg·m-2·h-1,分离系数达到了33.8;TPABr为模板剂,渗透蒸发通量和选择性相对于TPAOH为模板剂都较低。