Silicalite-1和Magadiite擔(dān)載膜的制備及其醇水分離性能評(píng)價(jià).pdf

1、基于生物乙醇在滲透蒸發(fā)膜分離工藝中應(yīng)用親醇、親水膜的背景，本文以多孔α-A12O3為載體，設(shè)計(jì)并制備出silicalite-1親醇膜和magadiite親水膜。在水熱合成silicalite-1擔(dān)載膜的過(guò)程中，通過(guò)在α-A12O3載體表面涂覆高分子（殼聚糖和zein）膜層作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，實(shí)現(xiàn)了silicalite-1分子篩膜晶體的優(yōu)先取向生長(zhǎng)。通過(guò)引入異相界面合成出片狀結(jié)晶的magadiite粉末和擔(dān)載膜，其特有的層狀結(jié)構(gòu)和豐富的羥基，

2、在滲透蒸發(fā)膜分離中表現(xiàn)出良好的親水、脫水性。
　　實(shí)驗(yàn)表明利用原位水熱法制備的silicalite-1擔(dān)載膜，其silicalite-1晶體多為a，b-軸取向，膜層厚度可控制在10μm左右。在293 K條件下，膜層的N2通透量為4.02×10-8 mol·s-1·m-2·Pa-1；對(duì)于起始濃度為3wt.％的乙醇原料液的滲透蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)，silicalite-1膜的乙醇的分離系數(shù)（α）和總滲透通量（J）分別為1.67和4.79 kg·m

3、-2·h-1。
　　為制備優(yōu)先取向的silicalite-1擔(dān)載膜層，采用旋涂技術(shù)對(duì)多孔α-A12O3基材表面涂覆殼聚糖膜和zein膜作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，制備優(yōu)先 a-軸取向沸石膜層。殼聚糖和zein導(dǎo)向合成的沸石膜層厚約23μm和31μm，且膜厚隨涂覆次數(shù)的增加而增大。在293 K條件下, N2的滲透通量分別為2.69×10-8和2.52×10-8 mol·s-1·m-2·Pa-1。所制備的優(yōu)先 a-軸取向沸石膜層致密、平整，在滲透

4、蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出較高的乙醇/水分離系數(shù)和較低的滲透通量（殼聚糖和zein修飾合成的沸石膜層的α分別為2.64和2.27，J分別為2.36和2.87 kg·m-2·h-1）。兩種膜均表現(xiàn)為α隨料液溫度和料液濃度的增大而減小，而J隨溫度和濃度的增大而增大。
　　通過(guò)異相界面的引入，水熱制備的magadiite為片狀晶體(P-magadiite)，尺寸3~5μm之間，比表面積為66 m2·g-1，孔徑4~5 nm，屬較高比表面的介孔材料

5、。而傳統(tǒng)合成的magadiite晶體為花椰菜狀形貌(C-magadiite)，比表面積為28 m2·g-1, Ca2+吸、脫附實(shí)驗(yàn)表明P-magadiite比C-magadiite有更大的Ca2+離子吸附速率和平衡吸附量。滲透蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)考察合成的magadiite親水擔(dān)載膜的分離性能，在293 K下，膜層對(duì)80wt.%的乙醇原料液的總滲透通量(J)可達(dá)2.66 kg·m-2·h-1，水的分離系數(shù)(α)為3.4，α隨著溫度和乙醇濃度的升高減