6逆時針轉動（60rpm)，隨后開啟 加熱裝置使制膜溶液溫度達到l〇〇°C下進行水熱合成，晶化3h/次，兩次后取出。冷卻后， 用去離子水清洗膜管至清洗液的pH=7,隨后IOOtC烘干用于表征和滲透汽化實驗。
[0032] 實施例2 步驟1 :晶種化支撐體的制備 具體方法見實施例1 步驟2 :制備NaA分子篩膜 將偏鋁酸鈉加入氫氧化鈉和去離子水充分攪拌，形成鋁溶液，澄清后加入硅酸鈉，強烈 攪拌后形成制備NaA分子篩膜的制膜液。其合成溶液摩爾比Al2O3 :SiO2 :Na2O:H2O=I :2 : 2 : 120。將晶種化的支撐體垂直固定于晶種化支撐體固定轉軸7上，加入制膜液， 蓋起反應釜上封頭3,隨后開啟支撐體軸轉動電機1轉動電源，使支撐體支架順時針轉動 (60rpm)，隨后開啟反應爸轉動電機2轉動電源，使反應爸6逆時針轉動（60rpm)，隨后開啟 加熱裝置使制膜溶液溫度達到l〇〇°C下進行水熱合成，晶化3h/次，兩次后取出。冷卻后， 用去離子水清洗膜管至清洗液的pH=7,隨后IKTC烘干用于表征和滲透汽化實驗。
[0033] 實施例3 步驟1 :晶種化支撐體的制備 如圖1所示，稱取平均粒徑約為Iym的NaA分子篩晶種10g，分散于990g去離子 水中，并盛放在攪拌器1上的晶種罐2中，攪拌10h后超聲30min，得到NaA型分子篩晶種 懸浮液，其晶種懸浮液濃度為l〇g/L;將固定于支撐體支架的支撐體浸入晶種懸浮液中5s 后支撐體支架取出，并放入烘箱中烘干，備用。
[0034] 步驟2:制備NaA分子篩膜 將鋁箱加入氫氧化鈉和去離子水充分攪拌，形成鋁溶液，澄清后加入硅酸鈉，強烈攪拌 后形成制備NaA分子篩膜的制膜液。其合成溶液摩爾比Al2O3 :SiO2 :Na2O:H2O=I: 2 :2 : 120。將晶種化的支撐體垂直固定于晶種化支撐體固定轉軸7上，加入制膜液，蓋起反 應釜上封頭3,隨后開啟支撐體軸轉動電機1轉動電源，使支撐體支架順時針轉動（60rpm)， 隨后開啟反應爸轉動電機2轉動電源，使反應爸6逆時針轉動（60rpm)，隨后開啟加熱裝置 使制膜溶液溫度達到l〇〇°C下進行水熱合成，晶化3h/次，兩次后取出。冷卻后，用去離子 水清洗膜管至清洗液的pH=7,隨后IKTC烘干用于表征和滲透汽化實驗。
[0035] 實施例4 步驟1 :晶種化支撐體的制備 如圖1所示，稱取平均粒徑約為Iym的NaA分子篩晶種10g，分散于990g去離子 水中，并盛放在攪拌器1上的晶種罐2中，攪拌10h后超聲30min，得到NaA型分子篩晶種 懸浮液，其晶種懸浮液濃度為l〇g/L;將固定于支撐體支架的支撐體浸入晶種懸浮液中5s 后支撐體支架取出，并放入烘箱中烘干，備用。
[0036] 步驟2 :制備NaA分子篩膜 將鋁粉加入氫氧化鈉和去離子水充分攪拌，形成鋁溶液，澄清后加入硅溶膠，強烈攪拌 后形成制備NaA分子篩膜的制膜液。其合成溶液摩爾組成Al2O3 :SiO2 :Na2O:H2O=I: 3.4 : 2 : 150。將晶種化的支撐體垂直固定于晶種化支撐體固定轉軸7上，加入制膜液， 蓋起反應釜上封頭3,隨后開啟支撐體軸轉動電機1轉動電源，使支撐體支架順時針轉動 (60rpm)，隨后開啟反應爸轉動電機2轉動電源，使反應爸6逆時針轉動（60rpm)，隨后開啟 加熱裝置使制膜溶液溫度達到l〇〇°C下進行水熱合成，晶化3h/次，兩次后取出。冷卻后， 用去離子水清洗膜管至清洗液的pH=7,隨后IOOtC烘干用于表征和滲透汽化實驗。
[0037] 性能試驗 1. 分子篩膜分離性能試驗 將實施例1~實施例5所得的NaA分子篩進行滲透汽化實施，試驗條件是：操作溫度70 °C，分離體系是5wt. %的乙醇/水溶液。所得結果如表1所示。
從表中可以看出，本發明提供的NaA分子篩膜的分尚因子>1000,通量>2.Okg?h1 ? "f2,兼具有高的選擇性和滲透通量。
[0039] 2. 批次重復性試驗 批次重復性試驗通過用本發明提供的制膜方法與傳統的方法得到的分子篩膜進行性 能對比。
[0040] 首先，采用實施例1中的制膜方法制備5根NaA分子篩膜； 再用相同的支撐體，用傳統的浸漬提拉法涂覆晶種法制備5根分子篩膜，作為對照。該 對照方法的制備步驟如下：步驟1 :同實施例1。步驟2 :將偏鋁酸鈉加入氫氧化鈉和去離 子水充分攪拌，形成鋁溶液，澄清后加入硅酸鈉，強烈攪拌后形成制備NaA分子篩膜的制膜 液。其合成溶液摩爾比Al2O3 :SiO2 :Na2O:H2O=I: 2 : 2 : 120。將晶種化的支撐體 垂直固定在反應釜中，開啟加熱裝置使制膜溶液溫度達到l〇〇°C下進行水熱合成，晶化3h/ 次，兩次后取出。冷卻后，用去離子水清洗膜管至清洗液的pH=7,隨后KKTC烘干用于表征 和滲透汽化實驗。
[0041 ] 表2批次重復性試驗中合成的NaA分子篩膜滲透汽化實驗結果對比
對比兩種不同方法，本發明所合成膜的滲透汽化性能較優，所合成的5根膜中分離因 子均>1000,通量>1.8kg?nf2。而利用傳統方法很難達到。特別是分離因子的RSD， 采用本發明的方法只有17. 7%，而采用傳統方法達到了 71. 3%。
[0042] 制備得到的NaA分子篩內膜NaA分子篩內膜的場發射式掃描電鏡圖如圖2和圖3 所示，從圖中可以看出，制備得到的分子篩膜層均勻、完整無缺陷。
[0043] 實施例5 采用7通道兩端釉封的支撐體進行內膜的涂膜試驗，首先在內壁上涂覆晶種，再置于 制膜液中進行水熱合成。晶種、制膜液、水熱合成條件與實施例1皆相同。分別采用圖1和 圖4所示的兩種制備裝置，圖4所示的裝置與圖1的區別在于：在晶種化支撐體固定轉軸7 上還設置有葉片8,當晶種化支撐體固定轉軸7旋轉時，會帶動葉片8進一步地旋轉，進而 使液體可以由上向下或者由下向上流進支撐體的管內。由于對于多通道組件進行旋轉涂膜 時，靠近外管處的通道由于轉速較快，其離心力較大，導致內部通道與外部通道之間由于離 心力的作用會存在合成膜層不均勻的情況。當在晶種化支撐體固定轉軸7上安裝葉片8之 后，葉片8的轉速是與晶種化支撐體固定轉軸7的轉速呈正比的，如果晶種化支撐體固定轉 軸7的轉速高，那么葉片8的轉速也會相應提高，就可以為其下部的管道輸送更多的流體， 提供更多的擾動作用，避免離心作用導致的內部管道和外部管道的合成不均勻的問題。
[0044] 表3合成的分子篩膜的滲透汽化實驗結果
從表中可以看出，采用圖4所示的裝置時，可以得到分離因子更好的分子篩膜。
【主權項】
1. 一種NaA分子篩膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 第1步、制備晶種化支撐體：將NaA分子篩晶種分散去尚子水中分散均勾，得到NaA分 子篩晶種懸浮液；將NaA分子篩晶種涂覆在多孔管狀支撐體的表面，將支撐體烘干得到晶 種化支撐體備用； 第2步、NaA分子篩膜制備：將第1步得到的晶種化支撐體置于裝有NaA分子篩膜的制 膜液的反應釜中，使反應釜和支撐體轉動，加熱進行水熱合成開始晶化反應，反應結束后取 出冷卻；用去離子水洗滌并烘干，即得到NaA分子篩膜。2. 根據權利要求1所述的NaA分子篩膜的制備方法，其特征在于：所述的第1步中，所 述的多孔支撐體的構型是單管式、多通道式或者平板式。3. 根據權利要求2所述的NaA分子篩膜的制備方法，其特征在于：多孔支撐體采用單 管式或者多通道式，NaA分子篩晶種涂覆在多孔支撐體的外表面或者內表面。4. 根據權利要求1所述的NaA分子篩膜的制備方法，其特征在于：所述的第2步中，晶 種化支撐體垂直地置于反應釜中。5. 根據權利要求1所述的NaA分子篩膜的制備方法，其特征在于：所述的第2步中，反 應爸和支撐體反向轉動。6. 根據權利要求1所述的NaA分子篩膜的制備方法，其特征在于：NaA分子篩晶種的平 均粒徑為0. 1~10 ym，NaA型分子篩晶種懸浮液的濃度為1~100g/L。7. -種NaA分子篩膜的制備裝置，包括有反應釜（6)，其特征在于：在反應釜（6)上設 置有反應釜轉動電機（2)，在反應釜（6)的上方設置晶種化支撐體固定軸轉（7)，在晶種化 支撐體固定軸轉（7 )上還設置支撐體軸轉動電機（1)。8. 根據權利要求7所述的NaA分子篩膜的制備裝置，其特征在于：在反應釜（6)的頂部 還設置有反應釜上封頭（3 )，在反應釜（6 )的下方設置放料閥（5 )。9. 根據權利要求7所述的NaA分子篩膜的制備裝置，其特征在于：在晶種化支撐體固 定軸轉（7 )上還設置有葉片（8 )。10. 根據權利要求7所述的NaA分子篩膜的制備裝置，其特征在于：反應釜（6)與晶種 化支撐體固定軸轉（7)在轉動時，它們的轉動方向相反。
【專利摘要】本發明涉及一種NaA分子篩膜的制備方法及裝置，屬于分子篩膜制備技術領域。步驟：S1：制備晶種化支撐體，將NaA分子篩晶種分散去離子水中分散均勻，得到NaA分子篩晶種懸浮液；利用浸漬提拉法將NaA分子篩晶種涂覆在多孔管狀支撐體外表面，將支撐體烘干得到晶種化支撐體備用。S2：NaA分子篩膜制備將步驟S1得到的晶種化支撐體置于NaA分子篩膜的制膜液環境中，開啟反應釜轉動、開啟支撐體轉動，隨后加熱進行水熱合成開始晶化反應，反應結束后取出冷卻；用去離子水洗滌并烘干，即得到NaA分子篩膜。該方法解決了在制備NaA分子篩膜時制膜溶液存在濃度梯度的問題，利用本發明的方法合成的NaA分子篩膜，重復性高，性能優良。
【IPC分類】B01D67/00, B01D69/02, B01D71/02
【公開號】CN105056769
【申請號】CN201510429986
【發明人】顧學紅, 楊占照, 紀祖煥, 慶祖森
【申請人】江蘇九天高科技股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月21日