[發明專利]一種親水性分子篩膜的制備方法

有效

• 申請號: 201711115773.4
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107626213B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王以余;王俊祖;裘善明;鮑偉正;韓小學
• 申請（專利權）人: 浙江富銘工業機械有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/02;B01D61/36
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發明公開了一種親水性分子篩膜的制備方法，通過二次生長法在多孔載體上合成ZSM?5分子篩膜層，繼而在其上繼續合成一層NaA分子篩層，通過NaA分子篩層的親水作用，提高整個分子篩膜的親水性，從而整體上提高水容量，而分離系數基本保持不變。

技術領域

本申請涉及一種陶瓷膜的制備方法，特別涉及一種具有親水性且具有高通量的分子篩膜的制備方法。

背景技術

有機溶劑在現代工業中起著舉足輕重的作用，可用于醫藥、化工、材料、冶金等諸多領域。在某些應用場合中，對有機溶劑的純度要求比較苛刻，例如要求有機溶劑純度在99.99%以上，而水是有機溶劑中常見的雜質類型之一，由于其與某些有機溶劑互溶，因此脫水在產品精制時顯得十分重要。

在現有有機溶劑脫水工藝中，滲透汽化是較為理想的一種工藝，其具有能耗低、工藝簡單等諸多優點。而對于滲透汽化工藝而言，滲透汽化膜是滲透汽化工藝中的關鍵因素。而現有的滲透汽化膜基本包括有機膜和無機膜兩類，而分子篩膜是常見的無機滲透汽化膜類型，因其結構穩定等特點收到諸多關注。

現有技術中能用于有機溶劑滲透汽化脫水的分子篩膜類型主要有NaA、NaY、ZSM-5、T、CHA、MOR、Sapo-34、DDR等多種，其中ZSM-5分子篩膜ZSM-5 型分子篩膜的 Si/Al 比范圍廣（10～∞）和發達的孔道結構（0.55nm×0.51nm 的 Z 字形孔道和0.53nm×0.56nm 的直線型孔道）成為良好的滲透汽化脫水膜材料，但是同樣由于其骨架結構近乎全硅不親水，因此通量較小，制約了其工業化應用。因此，急需一種改善ZSM-5分子篩膜親水性的方法。

發明內容

為改善分子篩膜的親水性，本發明提供了一種親水性的分子篩膜的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種親水性分子篩膜的制備方法，在多孔載體上采用二次生長法合成ZSM-5分子篩膜，并在焙燒脫除模板劑后繼續在ZSM-5分子篩膜上采用原位合成法合成不具有分離功能的NaA分子篩層，并控制NaA分子篩層的晶化時間小于6h。優選的，制備NaA分子篩層的鑄膜液包括Na2O、SiO2、NaOH和水，其摩爾配比為50:5:1:2400，其晶化時間為3-6h，更優選4-5h。

由于NaA分子篩較ZSM-5分子篩具有低的硅鋁比，因此其具有較強的親水性，而之所以選擇NaA而非其他類型的親水性分子篩，這是由于通過實驗發現相較于其他類型的親水性分子篩顆粒，NaA容易在ZSM-5膜層上生長。基于該特性，本發明的整體思路是在在ZSM-5分子篩膜的外表面合成一層NaA分子篩層，之所以稱呼其為NaA分子篩層而不是NaA膜層是因為該層不具有分離功能，而僅通過在ZSM-5分子篩膜外修飾一層NaA分子篩以改善其親水性能，并通過控制晶化時間來控制NaA分子篩層的厚度。但是，在膜層外修飾NaA層，雖然改善其親水性能，但是膜層厚度的增加又反過來影響了膜的通量，基于此，通過對比實驗發現，當晶化時間小于6h時，優選3-6h，再優選4-5小時其通量最佳。

優選的，在多孔載體上采用二次生長法合成ZSM-5分子篩膜所采用的的晶種為ZSM-5分子篩、分子篩中的一種或兩種。優選的，在多孔載體上涂覆晶種時先采用真空抽吸涂覆＞1μm的大顆粒晶種，再采用浸凃法涂覆400-600nm的小顆粒晶種。