微型反应器中沸石及其膜制备和性能的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要微反应器是微化工技术的核心设备，具有较大的比表面积、狭窄的微通道和非常小的反应空间，研究表明，化学反应在微尺度条件下的转化率、选择性均有显著提高。微反应器技术提供了～种全新的研究开发概念和技术选择，具有极高的学术研究意义和应用潜力，被喻为二十一世纪化学工程领域的一次革命。沸石分子筛膜以其规整的骨架结构，较大的比表面积和高效的吸附性能在分离和催化领域得到广泛应用。近些年来，人们比较关注沸石膜与微型反应器的结合以组装微型膜反应器，从而实现分离和催化的小型化应用，可以充分发挥膜催化、膜分离和微反应器的

2、多重优势，而且也是实现微型反应器中催化活性组分均匀负载的最佳途径之一。本论文在微型反应器中成功制备出具有催化性能和分离性能的NaA／NaY沸石复合膜，并考察了其性能。首先应用电泳沉积(EPD)的方法将NaA沸石品种均匀沉积在微反应器的微通道中，二次水热合成后制备出了质量及分离性能较好的NaA沸石膜。然后将合成出的NaY沸石粒子均匀致密的引入到微通道中的NaA沸石膜上，并二次水热合成制备出NaA／NaY复合膜，通过离子交换来提高NaY沸石膜的催化性能。采用渗透蒸发实验来评价微反应器中合成出的NaA分离膜和NaA／NaY复合膜

3、的渗透性能，比较了不同温度、不同真空度、不同料液浓度对沸石膜渗透通量及分离性能的影响，从而选择最佳渗透蒸发条件。在考察料液浓度对渗透性能的影响时还对比了微型膜反应器和陶瓷膜管反应器的渗透通量和分离因数，发现微型膜反应器的渗透性能优于陶瓷膜管。应用Knoevenagel缩合反应检验微型膜反应器的催化分离性能以及对比负载催化剂的微反应器和普通反应器的反应产率，结果表明，微型膜反应器的产率可以达到93％；而普通反应器因为不具备微反应器的优点所以产率较低，即使在较长的反应时间和较多的催化剂用量下产率也只有79％。另外对微型膜反应器

4、的催化剂的活性进行了长时间的考察，发现其活性比较稳定。关键词：电泳沉积；复合膜；微反应器；渗透蒸发；gnoevenagel缩合反应微反应器中沸石及其膜的制备与性能研究PreparationandPerformanceoftheZeoliteandZeolitemembraneintheMicroreactorAbstractMicroreactorsarethekeyequipmentofmicro-chemicaltechnology．It’Swell—knownthatthelargesurfacearea-to-vo

5、lttmeratiocanbeobtainedinmicroreactors，andthereductionofcharacteristicdimensionscs_rlenhanceheatandmasstransferratesonperunitareaofmicroreactorscomparedtoconventionalreactors．Theresearchshowsthattheconversionandselectivityofreactionarepromotedinmicroreactor．Micror

6、eactorswhichprovidesanewresearchconceptandtechnologychoicehavehugeapplicationpotentialandresearchvalueZeolites，withthesupercagesandchannelsofdefinedsizes，areimportantcatalystsinmanychemicalandpetrochemicalprocessesbecauseoftheirhighspecificityinadsorptionandcataly

7、sis，Recentyears，zeotitesareconsiderableinterestinincorporatinginmicrosystemandstrongcandidatesformembraneseparationandcatalysis．Inthispaper．theNaAzeoliteparticleswereintroducedontothesurfaceofthestainlesssteelmulti—channelplateviaelectrophoreticdeposition①PD)tofor

8、mdenselypackedseedlayerswhichCanserveasgoodseedsforzeolitemembranegrowth，Afterhy’drothermaltreatment．acontinuousanduniformNaAmembranewasobtained．Theresu