基于可重复利用不锈钢支撑体高通量透水型分子筛膜的构筑与分离机理

According to the idea of performance - structure - synthesis, preparation of the thin, dense, defect-free, high-performance and hydrophilic NaA and CHA zeolite membranes on the reusable porous stainless steel tubes by the secondary hydrothermal synthesis under the optimal synthesis conditions. In order to explore the relationship between the structural performance of zeolite crystals and permeation peformace of the zeolite membrane and the mechanism of preparing the zeolite membrane, the influence of regulation of microscopic structure of the stainless steel support surface on the zeolite membranes are exhaustive studied, and the developing principles between the microstructure of the porous stainless steel and zeolite membrane are investigated in our study.The relationships among the syhtesis conditions,crystal structure and separation performance are explored in depth, which can optimze preparation conditions of the zeolite membranes and improve the controllability, reproducibility, separation performance and stability of the membranes. Furthermore, the influence of the reuse time of the supports on the performance of the zeolite membranes will disscuss in details in this study. Prolonging the life length of the supports and cutting the cost of the zeolite membranes will be achieved in this work, which provides the theoretical and experimental evidence for the industial application of zeolite membrane for dehydration of organic solvents,for example, fuel-ethanol.

项目根据性能-结构-合成的研究思路，提出了以可重复利用的多孔不锈钢管为支撑体，在优化合成条件下采用二次生长法制备薄、致密无缺陷、高性能的透水型NaA和CHA分子筛膜。通过深入研究不锈钢支撑体表面微观结构的调控对分子筛膜性能的影响，以及考察分子筛膜与多孔不锈钢界面的微观结构的演变规律，探究晶体结构特性与渗透性能的关系，揭示分子筛膜的成膜机理。认识合成条件-晶体结构-分离性能三者之间的关系，以此指导分子筛膜的优化制备，实现膜质量的可控性和重复性，提高膜的分离性能和稳定性。此外，本项目将重点研究支撑体重复使用对分子筛膜性能的影响，延长支撑体的使用寿命，降低分子筛膜的制备成本，为分子筛膜节能分离以燃料乙醇为代表的有机溶媒脱水的工业化应用提供理论基础和实验依据。

项目根据性能—结构—合成的研究思路，提出了以可重复利用的多孔不锈钢管为支撑体，在优化合成条件下采用二次生长法制备薄、致密无缺陷、高性能的透水型 NaA 和.CHA 分子筛膜。通过深入研究不锈钢支撑体表面微观结构的调控对分子筛膜性能的影响，以及考察分子筛膜与多孔不锈钢界面的微观结构的演变规律，探究晶体结构特性与渗透性能的关系，揭示分子筛膜的成膜机理。认识合成条件—晶体结构—分离性能三者之间的关系，以此指导分子筛膜的优化制备，实现膜质量的可控性和重复性，提高膜的分离性能和稳定性。此外，本项目将重点研究支撑体重复使用对分子筛膜性能的影响，延长支撑体的使用寿命，降低分子筛膜的制备成本，为分子筛膜节能分离以燃料乙醇为代表的有机溶媒脱水的工业化应用提供理论基础和实验依据。