[發明專利]支撐沸石分子篩膜

有效

• 申請號: 201880047392.3
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN110913979B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: J·J·蔡;J·J·劉
• 申請（專利權）人: 諾和銳馳科技有限責任公司
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/12;B01D69/10;B01D67/00;B01D61/36
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 汪宇偉

一種具有支撐在地質聚合物載體上的沸石分子篩層的非對稱膜，以及制作具有支撐在地質聚合物載體上的沸石分子篩層的非對稱膜的方法。一種用于從含水和乙醇的進料混合物中增加乙醇濃度的錯流膜分離方法，包括：將含水和乙醇的進料混合物錯流通過本發明的非對稱膜的沸石分子篩層，在進料混合物的壓力大于滲透液的壓力下以生成乙醇濃度小于進料混合物的滲透液和乙醇濃度大于進料混合物的滲余液。

背景技術

本發明涉及基于分離的技術，和更具體地說涉及膜分離技術。膜分離可以是一種既節能又省錢的工藝，與諸如蒸餾的其它分離工藝相比，提供低操作成本。高分子聚合物膜已被廣泛應用，但由于其高分子聚合物材料性質的限制，高分子聚合物膜在某些分離應用中達不到性能要求。例如，高分子聚合物膜通常在相對低的溫度下操作，并且在遭遇存在于許多工業工藝中的有機化合物時性能退化。此外，高分子聚合物膜的分離選擇性和滲透通量對許多分離應用而言是相對低的。與高分子聚合物膜相比，包括沸石分子篩膜在內的無機膜具有獨特優點，這歸因于它們的高耐化學性、高熱穩定性、高分離選擇性和高滲透通量。由于沸石分子篩具有均勻的孔尺寸，因此使用沸石分子篩膜通過分子尺寸的差異可以從混合物中分離出特定的組分。沸石分子篩膜可以用在化學、石化、燃氣和能源、環境、生物、食品和飲料以及其它工業中的許多分離應用中。具體的實例包括有機溶劑的脫水、油和水混合物的分離、廢水處理、酒和果汁的純化、氣體的凈化和分離以及其他應用。

實用性沸石分子篩膜的制造是沸石分子篩膜大規模工業化應用的關鍵。沸石分子篩膜易碎，并且機械強度差，這嚴重限制了制造和使用。為了克服這一問題，多孔載體被用來為沸石分子篩膜提供機械強度。現有技術中已使用多種載體材料來制備載體支撐沸石分子篩膜，包括陶瓷如氧化鋁、莫來石、二氧化硅、二氧化鈦和氧化鋯以及金屬如不銹鋼、鎳和鋁。盡管在現有技術中取得了進展，但是對更低成本的氧化鋁仍然存在需求。盡管在現有技術中取得了進展，但是對更低成本支撐沸石分子篩膜和改進的更低成本的用于制作支撐沸石分子篩膜的方法仍然存在需求。

發明內容

在一種實施方案中，本發明是非對稱膜，包含：支撐在地質聚合物載體上的沸石分子篩層。在另一實施方案中，本發明是一種非對稱膜的制作方法，包括：(a)制備地質聚合物組合物；(b)用地質聚合物組合物形成地質聚合物；(c)將沸石分子篩晶種涂覆在地質聚合物載體上以形成種晶的地質聚合物載體；(d)將種晶的地質聚合物載體置于包含二氧化硅和氧化鋁源材料成分的組合物中形成硅鋁組合物覆蓋的地質聚合物載體；(e)將硅鋁組合物覆蓋的地質聚合物載體進行水熱合成在地質聚合物載體上形成沸石分子篩層。在又一實施方案中，本發明是一種制作非對稱膜的方法，包括：(a)制備地質聚合物組合物；(b)在地質聚合物載體中生成沸石分子篩晶體的條件下，用所述地質聚合物組合物形成地質聚合物載體；(c)將沸石分子篩晶種涂覆在地質聚合物載體上以形成種晶的地質聚合物載體；(d)將種晶的地質聚合物載體置于包含二氧化硅和氧化鋁源材料成分的組合物中形成硅鋁組合物覆蓋的地質聚合物載體；(e)將硅鋁組合物覆蓋的地質聚合物載體進行水熱合成在地質聚合物載體上形成沸石分子篩層。在另一實施方案中，本發明是一種用于從含水和乙醇的進料混合物中增加乙醇濃度的錯流膜分離方法，包括：將含水和乙醇的進料混合物錯流通過包含本發明的非對稱膜的沸石分子篩層，在進料混合物的壓力大于滲透液的壓力下以生成乙醇濃度小于進料混合物的滲透液和乙醇濃度大于進料混合物的滲余液。本發明的非對稱膜增加了沸石分子篩層的有效滲透面積。本發明的非對稱膜可以以更靈活的設計配置來布置。

附圖說明

圖1是實施例2的非對稱膜的掃描電鏡橫截面圖，其中在地質聚合物載體以上一層是沸石分子篩層。

圖2是根據本發明的制作非對稱膜的方法。

發明的詳細描述