使用疏水性的Silicalite分子筛膜和可调变疏水性的ZSM-5分子筛膜,针对水-乙醇和苯-甲苯溶液进行膜精馏过程研究,考察各种关键影响因素,微观作用机理等。目的是认识双向渗透传质的膜精馏过程中的微观作用机理,并在物理模型的基础上建立过程的数学模型。最后通过模型计算与实验结果分析,验证模型的正确性。该项目的创新之处在于同时考虑水溶液和有机溶液体系的膜精馏传质过程。而使用核磁共振仪进行动态双向膜精馏过程的研究,在线观测膜精馏过程的微观作用规律,在实验方法上有创新。预期的研究结果对于精馏过程效益的提高,落实可持续发展战略意义深远。
研究工作的内容包括(1)商业无机膜表面和内孔结构性质的表征;(2)针对水溶液和有机溶液,使用不同孔径、不同表面性质的商业无机膜的膜精馏过程,获得了过程的宏观规律;(3)无机膜的制备与结构改性;(4)膜表面和内孔性质的表征;(5)使用Insight II and Discovery软件包模拟了膜精馏过程,包括各种因素的影响;(6)利用实验测定结果进行理论分析,找到了关键影响因素;(7)针对水溶液和有机溶液,进行膜精馏过程,获得了过程的宏观规律;(8)膜精馏与传质机理的研究与系统分析。通过上述研究工作的开展,获得了多项创新性研究成果。其中部分研究成果即将发表在材料化学领域国际重要期刊Journal of Materials Chemistry和国内重要科技期刊Chinese Science Bulletin上,并将申请1项发明专利、投寄期刊论文3篇。在本基金工作期间,获得国家科技进步二等奖和天津市科技进步一等奖各1项,培养硕士研究生1名。