[發明專利]一種T型分子篩膜的修飾方法、改性T型分子篩膜及其應用

有效

• 申請號: 202010170945.3
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111346516B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 陳祥樹;崔學;張飛;胡娜;何明亮;張瑜平
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/02;B01D67/00;B01D17/00
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 范鑫鑫

本發明提供了一種T型分子篩膜的修飾方法，對T型分子篩膜表面進行硅烷偶聯劑修飾，硅烷偶聯劑發揮雙功能作用，既可以提高膜層表面的親水性，又可以修飾膜層缺陷，此方法可以獲得高質量的改性T型分子篩膜。本發明的修飾方法工藝過程簡單、重復性高，對改善多晶膜的缺陷具有有效的作用。本發明的改性T型分子篩膜，結構穩定，表面變的比較均勻致密。使用本發明的改性T型分子篩膜進行有機物脫水分離時，具有良好的分離性能并具有良好的穩定性。

技術領域

本發明涉及膜制備與應用技術領域，尤其涉及一種T型分子篩膜的修飾方法、改性T型分子篩膜及其應用。

背景技術

膜分離技術與傳統工業中的分離技術相比，具有能耗低、污染少、易于實現連續分離、易于與其他分離過程耦合、使用條件溫和、易于放大等優點，在化工、食品、醫藥、環保、冶金等工業領域得到越來越廣泛的應用(SeparationPurification Technology,25(2001)251-260；Environmental Progress,22(2003)46-56.)。膜分離過程主要包括微濾、超濾、反滲透、納濾、電泳、氣體分離以及滲透汽化等。

迄今為止，有多種類型的膜被應用在膜分離技術中，如聚合物膜和多晶膜(分子篩膜和金屬有機框架膜等)(Chem Soc Rev,43(2014)6116-6140；Ind Eng Chem Res,51(2012)2179-2199)。和具有柔性的聚合物膜相比，負載在陶瓷支撐體上的多晶膜比較容易損壞，多晶膜在制備過程中也難免的會出現缺陷，這些缺陷直接影響膜的分離性能。有一些文獻報道采用后處理的方法修復膜的缺陷，提高膜的性能。如Lin等采用蒸汽擴散的方法(AIChe J,54(2008)1478-1486)，通過修飾DDR型分子篩膜，修復在制備過程中形成的缺陷，提高膜的性能。Nomura等通過擴散化學氣相沉積的方法修飾全硅型分子篩膜，該方法可以較少晶間缺陷，膜的選擇性有較大提高(Ind Eng Chem Res,36(1997)4217-4223)。

T型分子篩是由毛沸石和菱鉀沸石交互生長而成的共生晶體，毛沸石和菱鉀沸石的骨架結構不同但密切相關，兩種沸石的共晶生長致T型沸石的有效孔徑為0.36nm×0.51nm。其孔徑介于大部分有機分子和水之間，因為T型分子篩膜被認為是用來分離醇水混合物的理想膜材料之一。然而，T型分子篩膜作為一種多晶膜材料，在制備過程中難免出現缺陷，導致其分離性能較差。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供一種既可以修飾T型分子篩膜表面缺陷、又可以增加膜層親水性、提高T型分子篩膜的分離選擇性的方法，并提供一種結構穩定、表面均勻致密的改性T型分子篩膜及其應用。

本發明提供了如下技術方案：

一種T型分子篩膜的修飾方法，包括以下步驟：

S1、配制硅烷偶聯劑溶液，將T型分子篩膜放入所述硅烷偶聯劑溶液中進行修飾；

S2、將修飾后的T型分子篩膜置入惰性氣體氛圍中熱處理。

優選地，所述步驟S1中的配制硅烷偶聯劑溶液具體為：將硅烷偶聯劑與有機溶劑按照(1～40)mmol/60mL的比例進行混合。

優選地，所述硅烷偶聯劑為氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲氧丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種。

優選地，所述有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、正庚烷中的一種或多種。

優選地，所述步驟S1中的修飾具體為：在80～150℃下反應0.5～3h。

優選地，所述步驟S2中的惰性氣體為氦氣、氮氣或氬氣。

優選地，所述步驟S2中的熱處理具體為：在溫度80-150℃下烘干。