[發明專利]一種優先透醇的SiO2

有效

• 申請號: 202010480633.2
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111569673B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 穆效平
• 申請（專利權）人: 楊篤云
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D67/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種優先透醇的SiO₂/PVDF雜化膜的制備方法，將二氧化硅實心顆粒和二氧化硅介孔顆粒混合后經硅烷偶聯劑疏水改性后添加至PVDF鑄膜液中進行相轉化從而制得優先透醇的SiO₂/PVDF雜化膜。本發明所制備的膜相對于單一采用二氧化硅納米實心顆?；蚨趸杞榭最w粒的膜來說，通量增幅達50%以上。

技術領域

本發明涉及一種膜材料的制備方法，具體涉及一種優先透醇的SiO₂/PVDF雜化膜的制備方法。

背景技術

生物乙醇作為一種綠色、高效、可再生的新型能源，已受到世界各國的高度重視。由于產物抑制作用，傳統發酵工藝僅得到濃度極低的乙醇稀溶液，需要及時將其從發酵液中移除。在現有的乙醇脫水技術中，滲透汽化是一種新型的膜分離技術，其具有高效、節能、環保等優點?，F有技術中已經采用優先透醇滲透汽化膜與發酵耦合技術，可將發酵液中乙醇及丁醇原位實時移出，從而提高生物發酵效率和生物醇產率。

而在滲透汽化過程中最重要的為膜材料的選擇，目前，在滲透汽化領域所研究的無機膜和有機聚合物膜，相對于無機膜的昂貴，有機膜因其較為低廉的價格和適用性得到了廣泛的應用。而聚偏氟乙烯膜是常見的一種滲透汽化優先透醇膜材料，其具有價格相對低廉、易于成膜、化學性能穩定，耐熱性能好、抗污染，疏水性強等優點，是一種潛在的滲透汽化膜材料，但是在應用過程中發現其通量和選擇性難以滿足實際應用需求。

為改善該情況，現有技術中選擇采用無機粒子，例如沸石、二氧化硅、MOF材料等與聚合物共混制備成雜化膜，其在一定的范圍內實現了通量和選擇性的雙提高，但是其提高幅度并不大。因此，急需對現有的無機粒子摻雜PVDF膜的技術進行優化以對其通量和選擇性進一步提高。

發明內容

為改善PVDF雜化膜的滲透性能，本發明提供了一種優先透醇的SiO₂/PVDF雜化膜的制備方法，其通過將二氧化硅實心顆粒和二氧化硅介孔顆?；旌虾蠼浌柰榕悸搫┦杷男院筇砑又罰VDF鑄膜液中進行相轉化從而制得優先透醇的SiO₂/PVDF雜化膜。

優選的，所述的二氧化硅實心顆粒粒徑小于二氧化硅介孔顆粒粒徑。

優選的，所述的二氧化硅實心顆粒粒徑為10-40nm，所述二氧化硅介孔顆粒的粒徑為100-200nm。

優選的，該方法包括以下步驟：

（a）將適量的二氧化硅實心顆粒和二氧化硅介孔顆粒混合后得到二氧化硅混合顆粒，在200-300℃下高溫焙燒處理；

（b）將步驟（a）中的二氧化硅混合顆粒加入到硅烷偶聯劑和溶劑中，在超聲攪拌的狀態下反應0.5-2h得到改性后的二氧化硅混合顆粒；

（c）將PVDF、改性后的二氧化硅無機粒子、致孔劑和有機溶劑均勻混合，并在60-100℃下陳化12-24h，并在60-100℃下靜置脫泡后得到鑄膜液；

（d）將鑄膜液均勻的刮涂在無紡布上，并置于凝固浴中，待相轉化結束后將膜取出，在40-60℃下烘干，從而得到優先透醇的SiO₂/PVDF雜化膜。

優選的，步驟（a）中二氧化硅混合顆粒中二氧化硅實心顆粒和二氧化硅介孔顆粒的質量比為3-1：1。

優選的，步驟（c）中二氧化硅混合顆粒與PVDF的質量為1-4：10，優選2-3：10。

優選的，所述的制孔劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、LiCl中的一種或多種，所述的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙酮、N甲基吡咯烷酮中一種或多種。

優選的，所述的硅烷偶聯劑為KH-550、KH-560中的一種。

優選的，硅烷偶聯劑在溶劑中的含量為5-30wt%。