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地质聚合物(Geopolymer)是在特定条件下,以天然矿物或废渣、碱激发剂为原料制备的一种与水泥、陶瓷等无机材料性能相近的新材料。地质聚合物由于其特殊的硅氧四面体和铝氧四面体三维网络结构,具有抗压强度高、耐腐蚀性好、耐高温、耐水热等优点;而且地聚物材料的生产过程简单、节能减排;原料来源丰富、价格低廉,因此在建筑工程、交通运输、包装、核废料处理等领域得到了广泛的应用。近年来对地聚物材料在不同领域的应用研究引起了国内外学者极大的兴趣。沸石膜作为无机膜材料的一种,因其良好的耐高温性能、耐腐蚀性能,成为无机膜材料发展的重要方向之一。本论文以偏高岭土和水玻璃为原料首先制备了Na2O-3SiO2-Al2O3地质聚合物材料,再通过水热合成法制备了自支撑八面沸石膜。实验中利用SEM、XRD、万能压力试验机、BET等测试手段,对地质聚合物及其原位水热后的自支撑八面沸石膜的微观形貌、抗压强度、相组成、孔径分布等进行了研究;通过该沸石膜渗透汽化脱水过程的渗透通量、分离因子等指标对沸石膜的渗透汽化性能进行了表征;并通过平衡溶解实验探索了溶解扩散模型在渗透汽化过程中的应用。实验主要结论如下:(1)本论文首先以偏高岭土和水玻璃为原料制备出Na2O-3SiO2-Al2O3地质聚合物,然后采用水热合成法将地质聚合物原位转化为自支撑八面沸石膜。合成出的沸石膜表面晶粒细小,沸石晶粒大小在500-600nm,膜覆盖完全且连续致密。确定了合成地聚物及八面沸石膜的最佳条件:地聚物的养护温度为50℃,养护时间为24h,八面沸石膜的水热温度为80℃,水热时间为15h。并将该膜材料应用于醇水体系的渗透汽化过程中,进一步确定其在醇水体系中的最佳操作参数:进料温度为50℃,乙醇进料组成(wt%)为70%。(2)本论文通过XRD、SEM.万能压力试验机等分析手段考察了合成过程中养护温度、养护时间、水热温度、水热时间对膜材料的抗压强度,微观形貌、相组成的影响;通过XRD、SEM、BET等分析了地质聚合物转化为八面沸石膜的机理;通过渗透汽化实验,考察了进料温度、进料组成对沸石膜的渗透通量以及分离因子的影响。实验结果表明:提高地聚物的养护温度和养护时间有利于表面致密度与抗压强度的提高;延长水热时间有利于膜材料表面形貌的形成,提高养护温度有利于膜材料相组成的提高;介孔对八面沸石的形成起到了决定性的作用;在进料温度为50℃,乙醇的进料组成为70%的条件下,膜材料具有高的渗透通量和分离因子,其渗透通量和分离因子可达到1.41kg·h-1·m-2和16.8。(3)本论文亦通过平衡溶解实验分析了乙醇浓度对八面沸石膜平衡溶解度和平衡分离因子的影响。结果表明:渗透通量与平衡溶解度,渗透汽化分离因子与平衡分离因子有着相同的变化趋势,平衡溶解度决定了渗透通量的趋势及大小,平衡分离因子决定了渗透汽化的分离性能,进而得出,溶解扩散中的溶解过程对渗透汽化过程的影响最为显著,并确定了溶解扩散模型在该沸石膜渗透汽化中的可行性及科学性。