[發明專利]聚硅氧烷-金屬有機框架材料雜化滲透蒸發復合膜及其制備與應用

有效

• 申請號: 201710371114.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107042067B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 姜忠義;于勝楠;潘福生;滕鑫勝;宋伊夢
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D61/36;B01D71/70;C10G31/11
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種聚硅氧烷-金屬有機框架材料雜化滲透蒸發復合膜，由分離層與支撐層組成；所述支撐層由多孔的超濾膜組成；其特征在于：

所述分離層的厚度為5～15微米，由致密的高分子膜基質與分散在高分子膜基質內的金屬有機框架材料填充劑組成；

所述高分子膜基質是PDMS；所述金屬有機框架材料填充劑是UiO-67-bpydc納米或亞微米顆粒和銅修飾UiO-67-bpydc納米或亞微米顆粒中的任意一種或其混合物；所述金屬有機框架材料填充劑中UiO-67-bpydc與所述PDMS的質量比是2～8％；

所述UiO-67-bpydc納米或亞微米顆粒由鋯離子與2,2′-聯吡啶-5,5′-二羧酸配體組成；所述銅修飾UiO-67-bpydc納米或亞微米顆粒中，銅與鋯的摩爾比是28.2～60.4％；

所述超濾膜是聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯超濾膜中的任意一種，所述超濾膜的截留分子量是10～100kDa。

2.一種如權利要求1所述聚硅氧烷-金屬有機框架材料雜化滲透蒸發復合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

室溫條件下，一定量的金屬有機框架材料填充劑在溶劑中超聲分散，在所得懸濁液中加入羥基封端PDMS低聚物與硅烷偶聯劑，所述羥基封端PDMS低聚物的黏度為1～10Pa·s，攪拌溶解，形成鑄膜液，金屬有機框架材料填充劑中UiO-67-bpydc與所述羥基封端PDMS低聚物的質量比是2～8％；向鑄膜液中加入催化劑，使交聯反應加速進行；其中，溶劑、羥基封端PDMS低聚物、硅烷偶聯劑、催化劑的質量比是：1000:(100～500):(20～50):(1～10)；將上述處理后的鑄膜液涂覆在支撐層上表面，10～40℃下放置5～48h進行自然晾干，然后放入預熱至50～85℃的烘箱熱處理1～10h即為所得。

3.根據權利要求2所述聚硅氧烷-金屬有機框架材料雜化滲透蒸發復合膜的制備方法，其中：

所述溶劑是己烷、庚烷、辛烷中的任意一種或其混合物；

所述硅烷偶聯劑是四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一種或其混合物；

所述催化劑是有機錫催化劑或有機鉍催化劑。

4.根據權利要求2所述聚硅氧烷-金屬有機框架材料雜化滲透蒸發復合膜的制備方法，其中，所述硅烷偶聯劑是γ-氨丙基三甲氧基硅烷；所述催化劑是有機錫催化劑。

5.一種如權利要求1所述聚硅氧烷-金屬有機框架材料雜化滲透蒸發復合膜的應用，其特征在于，將如權利要求1所述的膜用于滲透蒸發油品脫硫過程，原料液為模擬汽油，由正辛烷與噻吩組成；在操作溫度30～60℃、原料液中硫質量分數0.05～0.08％、原料液流速40L/h的條件下，滲透通量為4.9～16.7kg/(m²·h)、富集因子為3.4～4.6。