在α-Al2O3陶瓷管上制备亲水性NaA、T型、ZSM-5沸石膜,采用SEM对其进行表征.比较3种亲水性膜在异丙醇/水体系的渗透汽化性能,考察其在不同的料液温度下对异丙醇的分离效果.通过优化膜合成液中Si/Al和F-/Si的摩尔比、合成时间等条件,提高ZSM-5沸石膜的渗透汽化性能.分析考察膜的耐酸性能,异丙醇脱水设备,结果显示ZSM-5沸石膜具有良好的耐酸性;将ZSM-5沸石膜在pH为5.8的酸性溶液浸泡10天后,脱水,用于97%的乙1酸乙酯/水体系中渗透汽化脱水,异丙醇脱水,渗透液水含量可达99.59%,渗透通量可达0.12kg/(m^2·h),分离因数高达7 894.
Matsuura等提出的孔流模型假定膜中存在贯穿膜的圆柱小管,管内存在压力梯度,无温度梯度。渗透物组分通过三个过程完成传质:
(1) 液体组分通过孔道传输到液-汽相界面,此为Poiseuil1e流动;
(2) 组分在液-汽相界面蒸发;
(3) 汽体从界面处沿孔道传输出去,即表面流动。
和溶解扩散模型的不同,孔流模型定义的通道是固定不变的,类似于微滤、超滤过程,实际上渗透汽化膜分离中的孔为高聚物网络结构中相互缠绕的链间的空间,其大小和形状不固定,为分子尺寸卷曲高分子链段的随机热运动的结果,因而固定的通道定义是孔流模型的不足之处;另外,由于模型将膜内传质过程单纯定义为组分扩散过程,没有考虑膜内基团与组分的相互作用对膜内组分传质过程的影响。