探析高嶺土原料naa分子篩及膜的制備與應(yīng)用

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1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文高嶺土原料NaA分子篩及膜的制備與應(yīng)用姓名：苗倩申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：王金渠20090601人連理l：大學(xué)碩十學(xué)位論文摘要我國(guó)高嶺土資源儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、品質(zhì)優(yōu)良，不僅在陶瓷、造紙、農(nóng)業(yè)、橡膠、塑料、耐火材料、國(guó)防尖端技術(shù)、高檔化妝品粉料等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，而且作為質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的硅鋁酸鹽，特別適合于沸石分子篩尤其是NaA型分子篩及膜的制備。NaA分子篩有高度親水性、三維互通的孔道結(jié)構(gòu)和獨(dú)有的小孔徑等特點(diǎn)，由它組成的NaA分子篩膜孔徑均一且物料傳輸快，用于滲透汽化(PV)脫除有機(jī)物中微量水，對(duì)水

2、具有極好的分離選擇性。與有機(jī)膜相比，它適于在苛刻條件下使用，且通量高、穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)，大大降低其滲透汽化操作成本，擁有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和巨大的市場(chǎng)需求。本文以內(nèi)蒙煤系高嶺土為原料，水熱和微波分別合成NaA分子篩；采用熱浸漬兩次預(yù)涂晶種法在大孔載體外表面水熱和微波分別合成NaA分子篩膜，并將其應(yīng)用于水／乙醇體系的滲透汽化乙醇脫水過程中。(1)考察了水熱合成各階段因素對(duì)高嶺土合成NaA分子篩性能的影響。鈉硅比越大，堿度越小，結(jié)晶狀態(tài)越穩(wěn)定；堿度越大，高嶺土溶解越充分，越有利于NaA分子篩的成核。高嶺土水熱合成N蛆分子篩的靜態(tài)吸水量和鈣離子

3、交換量分別為28．02wt．％和316．55mgCaC03／g干基。(2)考察了微波合成各階段兇素對(duì)高嶺土合成NaA分子篩性能的影響。微波合成需要高嶺土充分完全的溶解，微波加熱強(qiáng)度大，易發(fā)生轉(zhuǎn)晶。高嶺土微波合成的NaA分子篩的靜態(tài)吸水量和鈣離子交換量分別達(dá)到28．26wt．％和341．40mgCaC03／g干基。(3)考察了原料配比、鋁源和晶化時(shí)間對(duì)高嶺土水熱合成NaA分子篩膜的影響。配比5Si02：～203：50Na20：1000H20，80℃晶化時(shí)間4h高嶺土合成的NaA分子篩膜厚度為缸m，滲透汽化通量、分離因數(shù)和分離指數(shù)分別為1．

4、465kg·m-2-h～、5231和7664。(4)將高嶺土水熱合成的NaA分子篩膜進(jìn)行乙醇脫水小試，滲透汽化32．85h后1．5L原料液乙醇的摩爾含量由93．31％(97．27wt．％)濃縮至99．04％(99．61wt．％)，達(dá)到了目標(biāo)產(chǎn)品的要求(99．50wt．％、。隨操作時(shí)I’日J(rèn)延長(zhǎng)通最由0．726kg·m-2．h。逐漸減小到0．064kg·m-2．h～，分離因數(shù)則由13600逐漸增大到75700。(5)考察了鋁源和晶化時(shí)問對(duì)高嶺土微波合成NaA分子篩膜的影響。90℃晶化時(shí)I’日J(rèn)20min高嶺士微波合成的NaA分子篩膜的厚度

5、為鉍m，滲透汽化通量、分離因數(shù)和分離指數(shù)分別為1．133kg·ITi-2．h～、10359和11737。關(guān)鍵詞：高嶺土；NaA分子篩；NaA分子篩膜；滲透汽化；乙醇脫水高嶺十原料NaA分子篩及膜的制備與應(yīng)用PreparationandApplicationofNaAZeoliteandNaAZeoliteMembranefromKaolinAbstractKaolinresourceinChinawithexcellentqualityiswidelydistributedandabundantlyreserved．Itisapplie

6、dinplentyofareas，suchasceramics，paper，agriculture，rubber,plastic，refractory，cutting-edgetechnologyfornationaldefenseandhigh-gradepowdercosmeticsandSOon．Kaolin，oneofaluminosilicateswithhighqualityandlowprice，issuitableforrawmaterialsofNaAzeoliteanditsmembrane．NaAzeoliteme

7、mbraneshavehighhydrophilicity，themolarratioSi／A1nearlyequalto1andthree—dimensionalopen-framework，andtheyexhibitoutstandingpotentialondehydrationoftheorganicbypervaporationinrecentyearsduetotheiruniformmolecular—sizedporesandrapidmaterialtransportation．Theyhavetheresistan

8、cetotheharshoperationconditionscomparedtotheorganicmembranes，andtheoperationcostinpervaporationisreduce