鉀離子篩膜的制備及應(yīng)用性能研究.pdf

1、海水是化學(xué)資源的寶庫，其中鉀總儲量達(dá)500萬億噸，從可持續(xù)資源利用角度來看，從海水中提取鉀鹽前景遠(yuǎn)大。粒狀離子篩提鉀操作存在不連續(xù)、周期長及設(shè)備占地面積大等缺點(diǎn)，而鉀離子篩膜適于連續(xù)分離，可以克服以上缺點(diǎn)，因此研制新型鉀離子篩膜對進(jìn)一步提高海水提鉀技術(shù)的市場競爭力有重要意義。
　　 以NaAlO2、水玻璃、KOH為主要原料，預(yù)先在孔徑為1.0μm的管狀a-Al2O3表面引入鉀離子篩晶種，以四丁基溴化銨為模板劑配制合成液，將涂有晶

2、種的a-Al2O3載體置于合成液中，利用二次水熱合成法在a-Al2O3載體上合成鉀離子篩膜。考察了晶種濃度、載體孔徑大小、水含量、堿含量及模板劑等條件對鉀離子篩膜性能的影響，并利用SEM和單一氣體滲透測試對合成的篩膜進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，所獲得的膜為鉀離子篩膜，篩膜表面連續(xù)，室溫條件下，單一氣體H2/N2的理想分離因數(shù)達(dá)到4.56，大于H2/N2的Knudsen擴(kuò)散比值3.74，說明所合成的篩膜具有良好的選擇分離性能。
　　 通

3、過鉀離子篩膜的離子交換實(shí)驗(yàn)，測定出常溫下K+/Ca2+、K+/Mg2+、K+/Na+離子對的分離因數(shù)分別為αK+/Ca2+=32.10，αK+/Mg2+=118.45，αK+/Na+=18.06，說明合成的鉀離子篩膜對鉀離子具有一定的選擇分離性能。為了進(jìn)一步考察鉀離子篩膜選擇分離性能，實(shí)驗(yàn)測定了不同流量條件下，離子對的分離因數(shù)的變化規(guī)律，結(jié)果表明，低流量條件有利于鉀離子的分離，且在沒有施加任何外加能量的情況下，離子交換過程能夠自發(fā)進(jìn)行。