NaA沸石膜原位渗透蒸发脱水强化2,2,6,6-四甲基-4-正丁基亚氨基哌啶合成及其再生机制研究

本文创新性地采用中空纤维NaA沸石膜进行原位渗透蒸发(PV)脱水，显著提升了席夫碱反应中2,2,6,6-四甲基-4-正丁基亚氨基哌啶(TMBIP)的合成效率。通过优化反应温度(343 K)、原料摩尔比(TAA:NBA=1:1.4)和膜面积体积比(S/V=8.5 m2/m3)，转化率从86%提升至99.56%。研究还揭示了TMBIP吸附诱导表面结晶导致的膜性能衰减现象，并创新性采用十二烷基硫酸钠(SDS)-NaCl溶液实现膜再生，经10次循环仍保持优异性能。

　　

Highlight

本研究首次将NaA沸石膜的PV脱水技术应用于TMBIP的席夫碱合成反应，系统验证了该技术提升反应效率的可行性。通过中空纤维NaA沸石膜原位移除副产物水，成功打破了反应平衡限制。

Materials and analysis

四通道中空纤维NaA沸石膜（外径3.6 mm）由江苏烁影高科提供，正丁胺(NBA, ≥99%)和异丙醇(IPA, ≥99.5%)分别购自南京聚优科技和南京万庆化学，三丙酮胺(TAA, ≥98%)来自阿拉丁试剂。

Membrane characterization

扫描电镜(SEM)显示膜层表面具有致密的沸石晶体结构（厚度约4 μm）。在90 wt%乙醇/水体系348 K测试中，膜表现出优异的渗透通量（12.8 kg·m^?2·h^?1）和分离因子（>10,000）。

Conclusion

研究证实NaA沸石膜PV脱水技术能显著提升TMBIP合成效率，最佳条件下转化率可达99.56%。针对膜表面TMBIP结晶污染问题，开发的SDS-NaCl清洗方案使膜性能完全恢复，经10次循环仍保持稳定，为席夫碱工业化生产提供了新思路。