分子篩膜缺陷-孔分布測定與模型計算.pdf

1、分子篩膜是一種具有骨架結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，具有規(guī)整均一、與分子大小相當(dāng)?shù)目椎澜Y(jié)構(gòu)，可用于膜分離和膜催化過程，在能源和環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，已成為微孔膜材料的重要發(fā)展方向之一，受到人們的廣泛關(guān)注。
　　理想的分子篩膜沒有裂紋、針孔或晶間空隙等缺陷，氣體分子能夠完全在僅含有分子篩孔道的理想分子篩膜中擴(kuò)散分離。然而，由于分子篩膜合成技術(shù)上的不完善，使得合成的分子篩膜往往存在微孔或者介孔甚至是大孔缺陷，大大限制了分子篩膜的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。因

2、此，改進(jìn)分子篩膜的制備及模板劑脫除方法，制備出高通量、高選擇性且無缺陷的理想分子篩膜，提高分子篩膜的選擇性及分離性能是分子篩膜合成和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展方向。
　　孔徑分布是評價分子篩膜質(zhì)量最重要的參數(shù)。本文采用滲透孔度計法并結(jié)合相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型無損測量了各類分子篩膜的缺陷/孔分布，建立了一套完整的評價分子篩膜質(zhì)量的方法。
　　滲透孔度計法測定分子篩膜缺陷/孔分布時選擇合適的計算模型十分重要。在滲透孔度計法實驗中，以氦氣為不可凝組分

3、，正己烷為可凝組分，測量正己烷在某一相對蒸汽壓下產(chǎn)生吸附或者毛細(xì)凝聚而堵塞孔道時，氦氣擴(kuò)散透過膜的透過量。正己烷在微孔范圍內(nèi)的吸附屬于微孔填充機(jī)理，采用Horváth-Kawazoe模型計算其孔徑分布；正己烷在介孔和大孔范圍內(nèi)的吸附主要是毛細(xì)凝聚機(jī)理，采用Kelvin模型計算其孔徑分布。比較吸附層厚度的兩種計算法：Harkins-Jura方程和t-Curves法，選擇更精確的t-Curves法計算吸附層厚度。經(jīng)過以上改進(jìn)大大提高了滲透孔