基于nay型分子筛膜的制备

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1、南京工业大学硕士学位论文NaY型分子筛膜的制备姓名：沈永德申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：林晓20060601摘要在工业过程中，分离是一个十分重要的单元操作，分离过程的效果和能耗将直接影响到产品的质量和生产成本。膜分离过程具有高效率、低能耗、不产生污染等优点，正越来越被人们所重视。NaY型分子筛具有三维的孔道结构，其孔径为0.74nm。NaY型分子筛膜是通过在支撑体表面制备一层连续的NaY型分子筛而得到，适用于对较大分子的混合物体系进行分离，如：苯/环己烷、甲醇／甲基叔丁基醚等体系的分离。膜合成技术是NaY型分子筛膜研究的关键。本文分别采用普通加热法和微

2、波加热法，进行了NaY型分子筛和NaY型分子筛膜的合成研究。首先采用普通加热法合成了NaY型分子筛，讨论了合成条件，如合成液配方、合成液碱度等因素对合成结果的影响。通过XRD和SEM的表征，发现虽然在比较广的合成液配比范围内均能合成得到NaY型分子筛，但是各种配比条件得到的分子筛晶体结晶度和形态有很大的区别，发现配比为：n(SiO2):n(Al2O3):n(Na2O):n(H2O)=20:1:16:800和10:1:14:840时能得到高结晶度的分子筛，所以将这两种合成液配比作为膜合成的预选配方。在膜合成过程中，重点讨论了合成液配方、老化时间、合成温度、合成时间等

3、因素对膜形态和性能的影响，优化了合成条件。选择以下合成参数作为适宜的合成条件：合成液配比n(SiO2):n(Al2O3):n(Na2O):n(H2O)=10:1:14:840，凝胶老化时间12h，合成温度100°C，合成时间5h。通过多次重复实验，证明该条件下合成的膜对水/乙醇体系的渗透汽化检测表现出对水的高选择性。其次，采用微波加热，得到了能够在微波条件下合成出高结晶度的NaY型分子筛的合成液配方，并在此基础上，合成了NaY型分子筛膜。在膜合成过程中，考察了合成温度和合成时间等因素对膜形态和性能的影响。得出适宜的膜合成条件为：合成液配比n(SiO2):n(Al2

4、O3):n(Na2O):n(H2O)=25:1:22:990，凝胶老化时间12h，合成温度100°C，合成时间40min。该条件下合成的膜对水/乙醇体系的渗透汽化性能检测也显示出对水具有一定的选择性，且通量较大。I本文分别采用普通加热法和微波加热法，合成了渗透汽化性能较好的NaY型分子筛膜。为进一步提高NaY型分子筛膜的性能，还需要在今后进行大量的研究工作。摘要NaY分子筛膜普通加热法微波加热法渗透汽化IIABSTRACTSeparationprocessisaveryimportantunitoperationinindustrialprocess.Thesep

5、aration-effectandenergy-consumptionhaveadirectinfluenceonthequalityofproductsandtheinitialcost.Theseparationprocessbymembraneshasattractedincreasingattentionasaneffective,energy-efficientandenvironment-friendshiptechnique.ZeoliteNaYhasathree-dimensionalporestructureandhasaporediameter

6、ofabout0.74um.AcontinuouszeoliteNaYcrystallayerisformedonthesurfaceofaporoustubularsupporttoobtainNaYzeolitemembrane.Themembraneissuitableforseparatinglargesizemolecule’smixtures,suchasbenzene/cyclohexaneandMeOH/MTBE.SynthesistechniqueisthekeypointofzeoliteNaYmembrane’sresearchwork.In

7、thisstudy,synthesisofzeoliteNaYmembranesbyconventionalheatingandmicrowaveheating,respectively,wereinvestigated.Firstly,zeoliteNaYwassynthesizedbyconventionalheating.Theinfluenceofsynthesisconditionssuchasgelcompositionandalkalinitywerediscussedinthisthesis.XRDpatternsandSEMpicturessho

8、wedth