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膜分离是人们所掌握的较节能的物质分离(包括分级、纯化、精制、浓缩)技术之一。近三十年来发展较其迅速,已从单纯的海水与苦咸水脱盐、纯水及**纯水的制备、工业用水的回用,逐步拓展到环保、化工、医药、食品、**等领域中,以每年大于10%的速率递增,发展前景备受关注。
自20世纪60年代Loeb和Saurirajan研制成功了世界*l一张非对称型醋酸纤维素反渗透膜以来,大规模海水淡化就变成了现实;20世纪70~80年代l开发的超滤、气体分离膜等也已进入工业应用;80~90年代建成无水酒精渗透气化装置,现已大规模推广应用于**物的回收和脱水;90年代以来被称之为膜接触器(membrane contactor)的膜萃取、膜吸收、膜汽提(membrane-based striping)、膜蒸馏(membrane distillation)等,渗透汽化,为膜技术全l面溶入大化工(流程工业:包括石油化工、化工、精细化工、制药、食品、发酵工程)领域提供了技术支持;近几年来膜促进传递(facilitated transport)、膜反应器(membrane-reactor)、膜传感器(membrane sensor)、控制释放(controlled release)等膜技术发展很快,膜式燃料电池(membrane fuel cell)则成为当今发达国家探索研究的热点。
分子筛膜是一种可以实现分子筛分的新型膜材料,渗透汽化**膜,其具有与分子大小相当且均匀一致的孔径、离子交换性能、高温热稳定性能、优良的择形催化性能和易被改性以及具有多种不同的类型与不同结构可供选择,是理想的膜分离和膜催化材料。
分子筛膜的合成方法[2] 有原位水热合成法、晶种法、堵孔法、微波加热法、脉冲激光沉积法和电泳沉积法等,目前大部分研究集中在多孔载体如氧化铝、不锈钢等上采用原位水热合成法和晶种法合成分子筛膜。
原位水热合成法也称原位水热晶化法,这种方法是将载体放入分子筛合成母液中,在一定温度下利用晶化釜内水蒸气产生一定压力,使分子筛晶体在载体表面上生长成膜,渗透汽化设备,这种合成方法较为简单,无机渗透汽化膜,是目前广泛采用的一种方法。
晶种法又称二次生长法,是用物理方法如浸涂法、打磨法、超声波法等先在载体的表面形成一层分子筛晶种或膜,再把载体置于分子筛合成母液中,在一定的水热合成条件下晶化成膜。
堵孔法是将载体浸渍在分子筛合成母液中,利用抽真空的方法形成负压使母液进入载体孔道中,在一定的水热合成条件下,使分子筛晶体在载体孔道内生长。由于分子筛晶体生长在载体孔道内,因此,分子筛膜具有更好的机械强度和热稳定性。