[發明專利]一種基于SAPO-34混合基質膜的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201811458974.9
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN111249917B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 楊維慎;姚瑞;彭媛
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D53/22;B01D61/36
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 毛薇;李馨

1.一種混合基質膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)SAPO-34納米片的制備：將磷源、鋁源、硅源、模板劑和水在-20～100℃下按一定比例均勻混合，然后在5～150℃下老化0.5～96h，得到SAPO-34納米片合成液，將所述合成液轉移至反應釜，在100～200℃下晶化反應0.5～2h，晶化反應完成后離心洗滌，得到SAPO-34納米片，然后分散在溶劑中，得到納米片分散液；

(2)SAPO-34納米片在載體上的負載：將載體與所述納米片分散液接觸，在一定氣氛下于150-800℃下熱處理0.5-20h，得到納米片@載體結合物；

(3)聚合物在溶劑中的分散：將聚合物和偶聯劑均勻分散到有機溶劑中，得到聚合物分散液；

(4)SAPO-34的混合基質膜的制備：將步驟(2)得到的所述納米片@載體結合物與聚合物分散液接觸，得到所述混合基質膜；

步驟(1)所述的磷源為磷酸；鋁源為仲丁醇鋁、異丙醇鋁、氫氧化鋁、氧化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁和鋁酸鈉中的至少一種；所述硅源為無定型二氧化硅、硅溶膠、硅膠、四乙氧基硅烷、硅藻土和水玻璃中的至少一種；所述模板劑為四甲基銨、四乙基銨、三乙基甲基銨，四丙銨、四丁銨的氫氧化物或氯化物中的至少一種；其中，所述Si源：Al源＝0.1-10，P源：Al源＝0.5-20，模板劑：鋁源＝0.5-20，水：鋁源＝30-1000；

步驟(1)所述晶化反應加熱方式為微波加熱；

步驟(1)所述納米片分散液的濃度為2mg～10g/100mL；

步驟(2)中，所述載體與納米片接觸的方法為L-B法、L-S法、刮涂法、旋涂法、熱滴加法、真空抽濾法、提拉法或浸漬法中的一種；

步驟(3)所述的聚合物為聚硫化物、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚三甲基硅丙炔、聚偏氟乙烯、嵌段共聚醚胺中的至少一種；

步驟(3)所述的偶聯劑為硅烷類偶聯劑；

步驟(3)所述聚合物、偶聯劑和有機溶劑的質量比為：2～20:1:100～2000；

步驟(4)中，所述納米片@載體結合物與聚合物分散液接觸的方法為L-B法、L-S法、刮涂法、旋涂法、滴加法、真空抽濾法、提拉法或浸漬法中的一種。

2.根據權利要求1所述的混合基質膜的制備方法，其特征在于，對步驟(1)所述的SAPO-34納米片修飾后分散于溶劑中，所述修飾為將SAPO-34納米片置于質量濃度為0.1-50％的修飾物溶液中浸泡0.5-24h；所述修飾物為鹽酸，硫酸，氫氧化鈉，C₁-C₈的醇類，硅烷類偶聯劑，有機胺中的一種。

3.根據權利要求1所述的混合基質膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述納米片分散液的溶劑為水、C₁-C₈的醇及其衍生物中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的混合基質膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述納米片分散液的溶劑為甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、異丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、正丁醇，異丁醇、仲丁醇或叔丁醇。

5.根據權利要求1所述的混合基質膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的載體多孔載體；所述多孔載體為修飾或未修飾過的氧化硅、α-氧化鋁、γ-氧化鋁、二氧化鈦、不銹鋼網、聚丙烯、聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚砜或聚丙烯腈中的一種；所述多孔載體孔徑大小為5nm-1μm；所述修飾為將多孔載體置于質量濃度為0.1-50％的修飾物溶液中浸泡0.5-24h；所述修飾物為鹽酸、硫酸、氫氧化鈉C₁-C₄醇類、硅烷類偶聯劑或有機胺中的一種。

6.根據權利要求1所述的混合基質膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述載體與納米片接觸的操作溫度為-20～250℃。

7.根據權利要求1所述的混合基質膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述熱處理的溫度為150-400℃；熱處理時間為2-10h；熱處理氣氛為空氣、氧氣、氮氣、氨氣中的一種。