SAPO-34分子筛膜应用于反渗透脱盐的可行性研究
2021-12-03马来波
张 欣,马来波,王 亮,张 琦
(1. 中国汽车技术研究中心有限公司,天津 300300;2. 自然资源部 天津海水淡化与综合利用研究所,天津 300192)
1 前言
沸石分子筛膜是将沸石分子筛共生而形成的连续而均匀的无机膜,因其具有规整有序的孔道结构和孔径分布,可实现分子尺度上对不同动力学半径的分子进行选择性分离,并可提高反渗透脱盐的选择渗透性。通常分子筛会选择在表面均匀、平均孔径较小的多孔载体表面连续均一生长,使分子筛的孔道为唯一可供气体或反应物分子的透过路径,并制备具有理想分离性能的分子筛膜。迄今为止,人们已经在不同载体上合成20多种分子筛膜,如LTA、FAU、MFI、BEA、CHA、FER、MOR、MCM-41等。目前,应用于水溶液反渗透脱盐的分子筛膜从MFI型拓展到SOD、LTA、FAU、EMT、HEU等结构类型[1-5]。Kumakiri 等[6]制备了A 型分子筛膜,用于乙醇—水体系的反渗透浓缩处理。2001年,Lin[7]等模拟了NaCl溶液在纯硅ZK-4 型分子筛膜中的扩散行为,在Na+的水合离子(0.8 nm~1.1 nm)与孔道(0.42 nm)的筛分作用下,Na+的截留率达到100%。通过原位水热晶化方法在α-Al2O3载体上合成MFI分子筛膜,热稳定性好,在700 kPa和室温下,海水中(0.3%TDS)中Ca2+、Mg2+、Na+截留率均大于93%[8]。
2 SAPO-34分子筛膜可行性分析
SAPO-34分子筛膜作为一种小孔沸石分子筛膜,其分子筛的平均孔径为0.38 nm,均小于0.40 nm。根据SAPO-34分子筛的筛分作用可将氢气和其它小分子气体或者不同化合物有效分离开来,SAPO-34分子筛膜在气体分离(CO2、H2、N2、CH4以及轻质烷烃等)、元素分离、液体分离等领域具有重要的应用研究价值[9-11]。目前,国内对SAPO-34分子筛膜用于海水反渗透脱盐的报道较少。……
