ZSM-5沸石膜用于生物油的脱水分离及其再生过程研究
发布时间：2021-12-10 07:46
在水热条件下通过无模板剂法合成了连续的ZSM-5沸石膜,并将其用于生物油的渗透汽化以进行高效脱水分离。ZSM-5沸石膜在强酸性、多组分的生物油体系中保持了很好的化学稳定性和优异的分离选择性,但在分离过程中面临着较强的膜污染问题,导致了膜通量的大幅下降。ZSM-5沸石膜的再生研究表明,膜的渗透通量随着再生温度的升高而逐渐提高。当再生温度为220℃时,ZSM-5沸石膜的渗透通量可以恢复至初始的88%。再生的机理研究表明,ZSM-5沸石膜中大量的晶内孔在生物油体系中极易被污染,从而导致渗透通量迅速下降;而相对较大的晶间孔却难以被完全堵塞,水分子在被污染的ZSM-5沸石膜中主要通过晶间孔进行渗透。上述结果表明,通过合理调控ZSM-5沸石膜的晶间孔的数量和尺寸大小可有效提升ZSM-5沸石膜在生物油中的渗透汽化脱水分离性能。
【文章来源】：化工学报. 2020,71(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
ZSM-5晶种(a)和沉积ZSM-5晶种层的载体(b)的SEM图片
载体(a)、ZSM-5晶种(b)、经生物油处理后ZSM-5晶种(c)、ZSM-5晶种层(d)和ZSM-5沸石膜(e)的XRD谱图
图2 载体(a)、ZSM-5晶种(b)、经生物油处理后ZSM-5晶种(c)、ZSM-5晶种层(d)和ZSM-5沸石膜(e)的XRD谱图在急剧下降区间，ZSM-5沸石膜与生物油接触后，生物油中的有机物分子会迅速吸附在膜的孔道及表面并产生膜污染，导致ZSM-5沸石膜的大部分孔道被堵塞，因此造成渗透通量的急剧下降。在缓慢下降区间，ZSM-5沸石膜孔道和表面吸附的有机污染物已经接近饱和，因此渗透通量的下降逐渐趋缓。在稳定区间，由于ZSM-5沸石膜的孔道和表面上吸附的污染物已经达到最大值，因此膜的渗透通量也基本保持稳定，但仅为其初始渗透通量的8.3%。为了保证ZSM-5沸石膜能持续高效地进行生物油脱水分离，这需要对污染后的ZSM-5沸石膜进行再生处理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗透汽化异丙醇脱水ZSM-5沸石膜的制备与表征[J]. 李良清,李佳佳,张进建,王震,周琳,王金渠. 现代化工. 2018(09)
[2]亲水性沸石膜在异丙醇脱水中的应用及其耐酸性研究[J]. 金鸽,周志辉,刘红,吴建雄,郭大鹏,王金渠. 膜科学与技术. 2014(06)
[3]生物油中有机化合物的分析与表征[J]. 熊万明,陈金珠,吴东平,陈静,郭庆祥. 分析测试学报. 2013(08)
[4]真空热解松木粉制备生物油[J]. 徐莹,王铁军,马隆龙,张琦,陈冠益. 农业工程学报. 2013(01)
[5]玉米秸秆生物质热裂解产物分析[J]. 孙玉凤,高虹,王通洲. 沈阳理工大学学报. 2010(05)
[6]Synthesis and pervaporation performance of high-reproducibility silicalite-1 membranes[J]. CHEN HongLiang1,2, LI YanShuo2, Zhu GuangQi2, LIU Jie2 & YANG WeiShen2 1 Key Laboratory of Eco-remediation of Contaminated Environment and Resources Reuse of Ministry of Education, Shenyang Uni- versity, Shenyang 110044, China; 2 State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China. Chinese Science Bulletin. 2008(22)
[7]卡尔费休方法测定生物油含水量的试验研究[J]. 王华,刘荣厚,张春梅,栾敬德. 可再生能源. 2005(03)
本文编号：3532182
【文章来源】：化工学报. 2020,71(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
ZSM-5晶种(a)和沉积ZSM-5晶种层的载体(b)的SEM图片
载体(a)、ZSM-5晶种(b)、经生物油处理后ZSM-5晶种(c)、ZSM-5晶种层(d)和ZSM-5沸石膜(e)的XRD谱图
图2 载体(a)、ZSM-5晶种(b)、经生物油处理后ZSM-5晶种(c)、ZSM-5晶种层(d)和ZSM-5沸石膜(e)的XRD谱图在急剧下降区间，ZSM-5沸石膜与生物油接触后，生物油中的有机物分子会迅速吸附在膜的孔道及表面并产生膜污染，导致ZSM-5沸石膜的大部分孔道被堵塞，因此造成渗透通量的急剧下降。在缓慢下降区间，ZSM-5沸石膜孔道和表面吸附的有机污染物已经接近饱和，因此渗透通量的下降逐渐趋缓。在稳定区间，由于ZSM-5沸石膜的孔道和表面上吸附的污染物已经达到最大值，因此膜的渗透通量也基本保持稳定，但仅为其初始渗透通量的8.3%。为了保证ZSM-5沸石膜能持续高效地进行生物油脱水分离，这需要对污染后的ZSM-5沸石膜进行再生处理。
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗透汽化异丙醇脱水ZSM-5沸石膜的制备与表征[J]. 李良清,李佳佳,张进建,王震,周琳,王金渠. 现代化工. 2018(09)
[2]亲水性沸石膜在异丙醇脱水中的应用及其耐酸性研究[J]. 金鸽,周志辉,刘红,吴建雄,郭大鹏,王金渠. 膜科学与技术. 2014(06)
[3]生物油中有机化合物的分析与表征[J]. 熊万明,陈金珠,吴东平,陈静,郭庆祥. 分析测试学报. 2013(08)
[4]真空热解松木粉制备生物油[J]. 徐莹,王铁军,马隆龙,张琦,陈冠益. 农业工程学报. 2013(01)
[5]玉米秸秆生物质热裂解产物分析[J]. 孙玉凤,高虹,王通洲. 沈阳理工大学学报. 2010(05)
[6]Synthesis and pervaporation performance of high-reproducibility silicalite-1 membranes[J]. CHEN HongLiang1,2, LI YanShuo2, Zhu GuangQi2, LIU Jie2 & YANG WeiShen2 1 Key Laboratory of Eco-remediation of Contaminated Environment and Resources Reuse of Ministry of Education, Shenyang Uni- versity, Shenyang 110044, China; 2 State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China. Chinese Science Bulletin. 2008(22)
[7]卡尔费休方法测定生物油含水量的试验研究[J]. 王华,刘荣厚,张春梅,栾敬德. 可再生能源. 2005(03)
本文编号：3532182
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3532182.html
