论文部分内容阅读
MFI型分子筛膜由于其独特的结构，硅铝比可调等特点而受到广泛关注。引入Fe后的Fe-ZSM-5分子筛膜更具有优良的催化活性。到目前为止，MFI分子筛膜可以应用于催化、分离以及微电子领域，因而越来越受到重视。本文首先合成了尺寸为450nm左右的分子筛颗粒，采用二次生长法在453K传统水热条件下晶化10h即可得到致密无缺陷的ZSM-5及Fe-ZSM-5分子筛膜。孔径分布测试结果表明：高温焙烧法在723K条件下脱除模板剂的ZSM-5分子筛膜中有尺寸为3.5nm的缺陷存在；而在623K条件下采用低温催化法脱除模板剂的Fe-ZSM-5分子筛膜孔径分布主要集中在0.4~0.6nm之间，分子筛膜内没有大孔缺陷存在。其次，本文还研究了碱处理对分子筛膜的影响，通过接触角测试考察了膜表面亲水性的变化。测试结果表明：在343K下，用0.1mol/LNaOH分别处理ZSM-5与Fe-ZSM-5分子筛膜2h后，ZSM-5的接触角由55.1°降为45.4°，而Fe-ZSM-5分子筛膜的接触角由75.3°降为65.2°，这说明NaOH处理分子筛膜提高了表面亲水性。渗透蒸发结果表明：碱处理后分子筛膜的渗透通量和分离因子均有所提高，其中Fe-ZSM-5分子筛膜渗透通量由0.61kg·m-2·h-1提高到2.01kg·m-2·h-1，分离因子由11.8提高到21.0。最后，本文探索了ZSM-5与Fe-ZSM-5分子筛膜在渗透蒸发和反渗透脱盐过程中的应用。结果表明：分子筛膜的脱盐性能与膜的缺陷、表面亲水性及进料液组成等有很大关系，相对ZSM-5分子筛膜而言，Fe-ZSM-5分子筛膜表现出较好的分离效果，处理单组份溶液（0.1mol/L NaCl）时，在渗透蒸发和反渗透过程中，其离子截留率分别为98.61%和93.94%，通量分别为0.76kg·m-2·h-1和1.90kg·m-2·h-1。处理多组份溶液（0.1mol/LNaCl-0.1mol/LKCl-0.1mol/L CaCl2）时，ZSM-5和Fe-ZSM-5分子筛膜在两种操作过程中，对各离子截留率与水合离子直径大致呈正相关关系。