高性能NaA沸石膜的制備及其脫鹽性能.pdf

1、本論文采用粗糙大孔氧化鋁管為載體通過二次生長法水熱合成 NaA沸石膜，合成液選擇常用的清液體系，其配比為：n(SiO2):n(Al2O3):n(Na2O): n(H2O)=5:1:50:1000。采用三種不同的加熱方式：常規(guī)加熱法、微波輔助加熱法和直接加熱法，制備了超薄 NaA沸石膜。分別考察了涂晶過程（大晶種涂晶次數(shù)、小晶種液濃度）、合成液陳化時間、晶化溫度、晶化時間等因素對 NaA沸石膜結(jié)構(gòu)及性能的影響。最后，將由最佳條件制備的 N

2、aA沸石膜用于滲透蒸發(fā)脫鹽體系，考察了操作溫度、原料液鹽濃度對水通量及離子截留率的影響，此外還考察了NaA沸石膜的脫鹽穩(wěn)定性，最后，將NaA沸石膜用于多組分鹽溶液滲透蒸發(fā)脫鹽，考察了對不同鹽離子的截留率。實驗成果如下：
　?。?）采用二次生長法常規(guī)加熱制備NaA沸石膜，考察了涂晶條件、陳化時間、晶化時間及晶化方式對膜形貌及乙醇/水分離性能的影響，確定了最佳制備條件：大晶種涂覆三次、小晶種液濃度0.5wt%、合成液陳化6h、80℃旋

3、轉(zhuǎn)晶化5h。制備了水通量3.22 kg·m-2·h-1，分離因子10000以上，厚度約4-5μm的NaA沸石膜。
　　（2）在(1)的成果的基礎上，改變加熱方式，采用微波輔助加熱法和直接加熱法兩種晶化方法，快速制備了超薄 NaA沸石膜。分別考察了合成液陳化時間、晶化溫度及晶化時間對膜形貌及乙醇/水分離性能的影響。最終確定了最優(yōu)的制備方案：微波法：80℃晶化35min，NaA沸石膜致密無缺陷，晶粒小，厚度約為2μm，通量3.81 k

4、g·m-2·h-1，分離因子17991。直接加熱法：80℃晶化1h，可以制備出分離性能最好的NaA沸石膜，通量4.12 kg·m-2·h-1，分離因子4906，膜厚度僅為2μm左右。
　?。?）采用(1)和(2)中三種制備方法確定的最優(yōu)條件制備NaA沸石膜，應用于滲透蒸發(fā)脫鹽體系。發(fā)現(xiàn)水通量隨操作溫度的升高迅速增大，隨原料鹽濃度的升高稍有降低，原料液為0.6M的NaCl溶液，操作溫度為35-85℃時，膜Z（直接加熱法）的水通量由3

5、.24 kg·m-2·h-1增大至15.04 kg·m-2·h-1，膜W（微波加熱法）由3.05 kg·m-2·h-1增大至14.57 kg·m-2·h-1，二者的水通量均高于膜P（常規(guī)加熱法），這是由于膜Z及膜W的制備分別采用直接加熱法和微波輔助加熱法，熱量傳遞速度快，晶化時間短，膜厚度僅2μm左右；三者的離子截留率均在99.9%以上，說明三種NaA沸石膜均具有良好的致密性。穩(wěn)定性測試結(jié)果說明NaA沸石膜在75℃時具有很好的脫鹽穩(wěn)定性