[發(fā)明專利]大孔載體內表面制備NaA分子篩膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710294187.4
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107051222B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 孟凡朋;樊震坤;張健;張超;楊東亮;王磊
• 申請（專利權）人: 山東硅元新型材料股份有限公司;山東硅元膜材料科技有限公司
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/10;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

本發(fā)明屬于分子篩膜制備技術領域，具體涉及一種大孔載體內表面制備NaA分子篩膜的方法。所述方法如下：(1)大孔載體內表面修飾層的制備：將硅源、鋁源、堿源和去離子水混合，攪拌均勻，得大孔載體修飾液；將大孔載體外表面用聚四氟乙烯包裹后，進行修飾，洗滌、干燥，在大孔載體內表面制得連續(xù)均勻的修飾層；(2)大孔載體內膜的制備：將硅源、鋁源、堿源和去離子水混合，攪拌均勻，得分子篩膜合成液；將帶有內表面修飾層的大孔載體采用分子篩膜合成液合成分子篩膜，洗滌、干燥，在大孔載體內表面制得分子篩膜。本發(fā)明能夠在單通道、多通道支撐體上使用，制備的分子篩膜緊致、平整，滲透通量大，分離效率高，制備方法簡單便捷，可重復性高。

技術領域

本發(fā)明屬于分子篩膜制備技術領域，具體涉及一種大孔載體內表面制備NaA分子篩膜的方法。

背景技術

分子篩膜是近年發(fā)展起來的一種可以實現(xiàn)分子篩分的新型無機膜材料，由于其具有獨特的篩分性、親水/憎水性和擇型催化等性能，在有機物脫水、小分子氣體分離等領域具有廣闊的應用前景。NaA分子篩膜是目前最適合有機物/水混合體系分離的一種親水膜。然而，大部分NaA分子篩膜是在管狀載體外表面合成的，在滲透汽化分離過程中，需要在膜管內側抽真空，由于空間狹小，滲透蒸汽不易及時擴散，從而影響滲透通量和分離效率。另外，還存在著易磕碰、易污染等問題。因此，在載體的內表面合成分子篩膜是提高分離性能和實現(xiàn)多通道管內表面制備分子篩膜的重要途徑。

為獲得高分離性能的膜層，常采用小孔徑(＜300nm)多孔材料作為載體，但此類載體價格昂貴，是微孔、大孔陶瓷的幾倍甚至幾十倍，極大提高了分子篩膜的成本。大孔陶瓷載體是目前國內市場上最常見的多孔陶瓷產品之一，較之納米孔徑的載體具有易制備、成本低、通量高等優(yōu)點。但是大孔載體通常具有表面粗糙、孔徑大且分布不均等特征，直接采用原位合成法或者晶種法，容易存在涂晶大小不均，不可避免有小顆粒晶體塌陷或者嵌入孔道中的情況，導致制備出的分子篩膜存在孔洞、裂縫等缺陷。因此，開發(fā)一種在大孔陶瓷內表面制備分子篩膜的技術是降低分子篩膜成本的一種有效方法，亦是推動NaA分子篩膜商業(yè)化的關鍵。

發(fā)明內容

針對以上現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種大孔載體內表面制備NaA分子篩膜的方法，解決大孔陶瓷內表面粗糙、孔徑大，難以制備平整、連續(xù)致密分子篩膜，分子篩晶粒沉陷在載體大孔中的問題，能夠在單通道、多通道支撐體上使用，制備的分子篩膜具有緊致、平整的特點，制備成本低，滲透通量大，分離效率高，制備方法簡單便捷，可重復性高。

本發(fā)明所述的大孔載體內表面制備NaA分子篩膜的方法，步驟如下：

(1)大孔載體內表面修飾層的制備：

將硅源、鋁源、堿源和去離子水混合，攪拌均勻，得大孔載體修飾液；將大孔載體外表面用聚四氟乙烯包裹后，固定在盛有大孔載體修飾液的反應釜內，然后將反應釜固定在旋轉電機的轉動軸上，通過旋轉電機帶動反應釜轉動對大孔載體進行動態(tài)修飾，修飾結束后，將大孔載體取出，清洗、干燥，即可在大孔載體內表面制得連續(xù)均勻的修飾層；

(2)大孔載體內膜的制備：

將硅源、鋁源、堿源和去離子水混合，攪拌均勻，得分子篩膜合成液；將帶有內表面修飾層的大孔載體固定在盛有分子篩膜合成液的反應釜內，然后將反應釜固定在旋轉電機的轉動軸上，通過旋轉電機帶動反應釜轉動，達到動態(tài)合成分子篩膜，合成結束后，將大孔載體取出，清洗、干燥，在大孔載體內表面制得分子篩膜。

反應釜固定在均相反應器中的轉動軸上，反應釜外部設夾套，夾套與轉動軸連接，實現(xiàn)反應釜的固定。反應釜固定在均相反應器中的轉軸上示意圖見附圖6。

其中：

步驟(1)中，所述的干燥溫度為40℃，干燥時間為10～24h；所述的洗滌為清洗至中性。