[發明專利]一種硅橡膠中空纖維復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011498061.7
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112915817B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 王肖虎;王金榮;儲智勇;夏維晨;秦泗光;彭文博;范克銀;黨建兵
• 申請（專利權）人: 江蘇久吾高科技股份有限公司;南京同暢新材料研究院有限公司
• 主分類號: B01D71/70
• 分類號: B01D71/70;B01D69/02;B01D67/00;B01D53/22
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本申請公開了一種硅橡膠中空纖維復合膜及其制備方法。本發明所提供的一種硅橡膠中空纖維復合膜的制備是以孔隙率高，透氣性極佳的多孔中空纖維膜作為底膜，在底膜表面均勻涂覆，通過化學交聯得到一層致密的硅橡膠功能層。該復合膜具有強度高，壽命長，氧氮分離性能優異的特點，本發明的硅橡膠中空纖維膜用于無泡曝氣增氧等。

技術領域

本發明涉及一種用于無泡曝氣增氧的硅橡膠中空纖維復合膜，屬于富氧膜分離領域。

背景技術

氣體分離富氧膜是近年來發展非常快速的一種技術，在壓力差推動作用下，利用氣體混合物中各組分在傳質層中滲透速率不同使得各組分進行分離。致密的無孔硅橡膠膜對氧氣具有較好的選擇透過性，其膜存在致密的微孔，孔徑一般在0.1-1nm，孔隙度低于10%。而在透氣性極佳的疏水微孔膜表面涂覆一層超薄硅橡膠功能層，既能解決疏水性微孔膜的泡點壓力低的缺點，又保留了其原來阻力小、通量大的優點。但是現階段復合膜制備過程復雜成本較高，從而制約其廣泛使用。

傳統曝氣方式的曝氣盤氧利用率較低，并且能耗較高，運行成本較大，曝氣費用往往占總運行費用的60%-80%。針對此種情況，非常有必要尋求低能耗的曝氣設備及技術，降低運行成本。中空纖維硅橡膠復合膜無泡曝氣技術是采用透氧膜進行曝氣供氧的一種新技術，該技術是在一定壓力（低于中空纖維膜泡點壓力）下，將空氣或純氧連續通入復合膜內腔中，氧氣以分子形式溶解擴散進入水體，可以大大提高氧氣利用率。由于曝氣壓力非常低，可大大節省風機能耗。曝氣時不會產生氣泡，在增氧過程中，不會造成揮發性有機物的吹脫，因此避免了傳統曝氣時水中易揮發物質隨氣泡進入大氣而造成的二次污染。此外，曝氣時也不會產生由于表面活性劑或微生物分泌物造成的泡沫。

發明內容

本發明提供了一種用于無泡曝氣增氧的硅橡膠中空纖維復合膜，該膜具有泡點壓力高，分離性能好，氧的傳遞速率高，穩定性好的特點。

一種硅橡膠中空纖維復合膜，包括底膜以及覆于底膜上的硅橡膠層。

在一個實施方式中，所述的硅橡膠層厚度為10-50μm。

在一個實施方式中，底膜為聚丙烯、聚乙烯多孔中空纖維膜或其他疏水性微孔膜。

一種硅橡膠中空纖維復合膜的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，將乙烯基硅油溶解于有機溶劑中，再加入交聯劑、催化劑和抑制劑，進行反應，得到硅橡膠鑄膜液；

步驟2，硅橡膠鑄膜液脫泡靜置后，將干燥的中空纖維膜浸泡在硅橡膠鑄膜液中，并提拉；烘干使硅橡膠固化，得到硅橡膠中空纖維復合膜。

在一個實施方式中，所述的步驟1中，有機溶劑是烷烴類溶劑（優選正庚烷、正己烷、正戊烷、汽油等中的一種）；反應時間是3-8h。

在一個實施方式中，乙烯基硅油乙烯基含量為0.3-0.5%，粘度（25℃，mm²/s）為3000-20000cp。

在一個實施方式中，所述的步驟1中，交聯劑是含氫硅油，含氫量為0.1-1.6%，粘度（25℃，mm2/s）為5-300。

在一個實施方式中，催化劑是鉑類催化劑。

在一個實施方式中，鉑類催化劑是鉑、鉑的化合物或配合物。

在一個實施方式中，所述的鉑類催化劑的制備方法包括如下步驟：

步驟a，配制含有1-5wt%蒙脫石、0.5-1wt%氨基丙基三甲氧基硅烷（APS）的乙醇水溶液，升溫進行接枝反應，將產物濾出并洗滌烘干；

步驟b，配制含有5-20mmol/L的氯鉑酸溶液，在其中加入步驟a中得到的氨基化蒙脫石至0.5-2g/L，再加入還原劑至1-3mol/L，進行還原反應，反應3-6h，反應結束后，產物濾出并洗滌烘干，得到鉑類催化劑。