类菱沸石分子筛的制备与吸附性能研究

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近年来,由于石油资源的短缺,人类必须开发新能源来减少对石化资源的需求与消费,降低对国际石油的依赖,降低煤电的比重。大力发展新能源和可再生能源,调整能源结构显得越来越重要,燃料乙醇作为一种可再生能源,具有来源广泛、热值高、产物无污染等优点,但是传统的分离方法来分离乙醇不仅能耗高污染环境,而且无法分离恒沸物,并且加入的共沸剂容易污染原料。而分子筛吸附脱水有能耗低、操作简单,污染少等优点,因此使用分子筛吸附分离有着巨大的经济效益和重要的应用价值。传统上使用的NaA分子筛虽然分离效果明显,但是其孔体积小,吸附量少,所以开发新的吸附剂有着重要的现实意义。本论文考察了合成分子筛的影响因素,研究了分子筛的吸附性能,考察了常温下不同原料浓度对分子筛吸附性能的影响和经过高温处理后分子筛的热稳定性,并且比较了不同类型的分子筛的吸附性能,以及讨论了类菱沸石在异丙醇/水溶液中的吸附性能随时间的变化规律,本论文取得的主要研究成果如下:在无模板剂条件下,用NH4F作为矿化剂水热合成了类菱沸石分子筛,考察了不同的硅铝比、晶化时间对合成分子筛的影响。结果表明,成功制备分子筛的最佳SiO2/Al2O3比为5,晶化时间为72 h、96 h和120 h,所用的配方为:1SiO2:0.2Al2O3:0.39K2O:0.3NH4F:35H2O。考察了在常温下不同原料浓度对三种晶化时间合成的分子筛的吸附性能的影响,结果表明,随着时间的增加三种分子筛的吸附性能都是先增大一段时间后吸附饱和,吸附量不再增加,对于吸附90wt%的乙醇水溶液,晶化时间为96 h合成的类菱沸石分子筛吸附量最大为0.85345 g/g;晶化时间为72 h的类菱沸石分子筛的吸附量(0.7361g/g)次之,都大于NaA的吸附量(0.6273g/g),这七种分子筛只有Silicalite-1吸附乙醇而且吸附量很大。考察了分子筛放在120℃恒温箱中24 h之后的吸附性能变化,三种分子筛吸附性能基本没有变化。考察了在常温下分子筛在90%的异丙醇水溶液的吸附性能,其中晶化时间为96 h合成的分子筛吸附随着时间的增加异丙醇的质量分数上升的比较快,最大吸附量最为2.0367 g/g。
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