文 献 综 述

1 我国膜技术的发展概况

近年来，我国的膜技术取得了突飞猛进的发展，膜应用领域也在不断扩大，膜材料的研究开发和制造技术取得了重大进展，膜技术在水污染治理领域的应用已日益广泛，已成为污水处理与污水回用的优选技术^[1]。然而，这一切在十几年前还几乎是一件不可想象的事情。那时候，我国的膜材料，膜组件还基本是依靠进口，昂贵的销售价格，使膜技术的应用范围仅仅局限在工业纯水制造和化工、医药、轻工、食品等少数工业生产领域的物料分离，业内人士很难想到应用这种技术去处理花费不可过高的污水。2001-2003年，我国开展了膜技术的国产化行动，国家投入了大量资金支持膜材料的研发和产业化，积极鼓励膜技术在环境保护及相关领域内广泛应用和在环境污染防治领域建立工程示范，极大地促进了我国膜制造产业的科技进步和膜技术在水污染治理领域的推广^[2]。经过近十年的发展，目前我国的膜制造产业已初具规模，并涌现出一批膜材料制造骨干企业，其产品种类涵盖了反渗透、纳滤、超滤和微滤等各类膜材料和卷式膜、帘式膜、管式膜、平板膜等各种膜组件和膜组器。

2 T型膜表征方法及计算

渗透汽化过程中，待分离原料液进入渗透汽化膜组件后，被膜分成原料侧和渗透侧。原料侧为常压或通过升高温度达到一定的正压，渗透侧通过抽真空(或载气吹扫)的形式保持组分较低的分压。由于各组分在膜两侧存在化学势差(分压差)，原料液中组分能够通过膜层并在渗透侧汽化^[3]。各组分之间物理化学性质不同，使得它们在渗透汽化膜中的移动速率存在差异。容易渗透的提浓，形成分离后的渗余液，从而实现了对原料液的分离。渗透汽化过程的核心是膜；膜性能的好坏直接影响分离过程效率。膜性能一般通过渗透通量(J, kg#183;m^#8211;2#183;h^#8211;1)及分离因子(α)来衡量，表达式如下：公式(1)

(1)

其中，m为渗透组分透过膜的质量或物质的量，kg或mol；S为膜面积，m²；Δt为操作时间，h；J为渗透通量，kg#183;m^-2#183;h^-1或mol#183;m^-2#183;h^-1。渗透通量反应出渗透组分透过膜的速率大小。膜材料是渗透汽化分离过程中的核心，评价膜渗透汽化性能主要用渗透通量和分离因子来描述。渗透通量(J)反映了膜的分离速率，分离因子(α)则表明膜的分离精度，高性能的渗透汽化膜材料需同时满足高渗透通量和高分离选择性。

渗透汽化膜按材料分为有机聚合物膜、无机膜；按功能可分为亲水膜、亲有机物膜及有机物/有机物分离膜。人们对有机渗透汽化膜开展的研究较早。20世纪50年代末Amoco公司Binning等人利用纤维素膜和聚乙烯膜对渗透汽化过程分离碳氢化合物和醇/水混合物进行了系统的研究，该研究工作受到了广泛关注，极大地推动了渗透汽化技术的研究^[4]。80年代GFT公司成功将PVA膜实现乙醇脱水工业应用。无机渗透汽化膜材料主要有分子筛、无定形SiO₂以及金属-有机骨架材料 (MOF)等。目前，用于有机溶剂脱水的分子筛膜主要有LTA、FAU、T及DDR分子筛膜，用于脱除有机物的分子筛膜主要有MFI分子筛膜，用于有机物分离的有全硅分子筛(Silicate-1)膜、丝光沸石(MOR)膜等。

3 T型分子筛简介

T型沸石是第一种人工合成的ERI/OFF类沸石，于1960年由Breck和Acara在Na₂O-K₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O体系中水热合成。它是由具有垂直于C轴的一维八元环的孔道的毛沸石和具有二维的规则孔道的菱钾沸石所交互共生在一起的产物，具有0.36 nm#215;0.51 nm的孔径。T型沸石具有高的水热稳定性和优良的孔道结构，已成为一种高选择性的催化剂，在低碳化合物的催化和重整等方面有较多的应用^[5]；还具有良好的耐酸性能，可用于酸性气体的选择性吸附分离^[6]；T型沸石只有0.5 nm左右的吸附孔径，因而可作为优良的吸附分离剂，用于油品脱蜡、气体的干燥与净化等方面。总之，T型沸石具有广阔的应用前景，其开发也日益受到人们的重视，并开发了多种领域的用途^[7]。