本发明专利技术公开了一种渗透汽化膜及其制备方法、组件和应用。该渗透汽化膜的制备方法包括以下步骤：(1)将原料混合物进行反应，得筑膜液；所述原料混合物包括聚合物、交联剂、催化剂、溶剂、光催化剂；所述聚合物与光催化剂的质量比为10:(0.05～0.6)；所述光催化剂包括TiO2和/或改性TiO2；(2)将所述筑膜液制成液态膜，固化，即得渗透汽化膜。本发明专利技术将光催化与渗透膜技术结合，通过负载TiO2，在每批次废水处理结束后，开启紫外灯，进行光催化反应，去除膜表面吸附的有机污染物，从而减缓膜污染，延长膜寿命。运行8批次渗透通量保持率可为81％以上，运行16批次渗透通量保持率可为71％以上。运行16批次渗透通量保持率可为71％以上。运行16批次渗透通量保持率可为71％以上。
【技术实现步骤摘要】
一种渗透汽化膜及其制备方法、组件和应用
[0001]本专利技术具体涉及一种渗透汽化膜及其制备方法、组件和应用。
技术介绍
[0002]渗透汽化(PV)膜分离技术是一种新型膜分离技术。该技术用于液体混合物的分离，其突出优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统方法难于完成的分离任务。它特别适用于普通精馏难于分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物的分离；对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除，对废水中少量有机污染物的分离有明显的经济上和技术上的优势。渗透汽化膜分离技术是利用有机溶剂和水(或溶剂中的不同组分)在致密膜中的溶解性(热力学性质)和扩散性(动力学性质)的不同，使水(或某一组分)透过膜，然后在膜的另一侧汽化，从而实现分离过程。采用渗透汽化透有机物膜处理高浓度有机废水，能耗低，成本低且可回收有机物返回工序前端实现资源化再利用。
[0003]在渗透汽化膜处理实际废水过程中，容易吸附高沸点有机污染物质至膜表面，但是又难以从真空侧解吸出来，时间久后就造成了膜污染，导致渗透通量减少。CN101229491A公开了一种优先透碳酸二甲酯的渗透汽化膜的制备方法，但是没有抗污染性能；CN10912198A公开了一种光催化制备渗透汽化膜的方法，缩短了渗透汽化膜固化的时间且减少了筑膜液渗入底膜的可能，但是没有抗污染性能；CN112979890A公开了一种含氟渗透汽化膜的制备方法，具有比原始PDMS更强的疏水效果，同时含氟可以降低膜表面自由能，增强膜的抗生物污染性能，但是不具备对于高沸点有机物的抗污染性能。
[0004]因此，制备出一种具有抗污染性能的渗透汽化膜是具有重大意义的。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了克服现有技术中渗透汽化膜存在的膜污染问题，提供了一种渗透汽化膜及其制备方法、组件和应用。本专利技术通过负载TiO2颗粒，减少渗透汽化膜的膜污染，延长膜寿命。
[0006]本专利技术的核心构思在于将光催化和渗透汽化膜技术结合，由于TiO2在特定波长辐射作用下，发生光化学反应，能够将绝大多数有机物分解，降解污染物，通过在渗透汽化膜材料里引入TiO2，再结合适宜的运行模式，以解决渗透汽化膜材料应用于实际废水中存在的膜污染问题。但是TiO2存在易团聚，难分离回收和循环利用等缺点，基于此，专利技术人尝试通过将TiO2负载在渗透汽化膜表面，使渗透汽化膜在废水处理的过程中，通过光催化操作，使得附着的有机污染物降解，即使多次运行，也能获得较好的处理效果。
[0007]本专利技术通过下列技术方案解决上述技术问题。
[0008]本专利技术提供了一种渗透汽化膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0009](1)将原料混合物进行反应，得筑膜液；所述原料混合物包括聚合物、交联剂、催化剂、溶剂、光催化剂；所述聚合物与光催化剂的质量比为10:(0.05～0.6)；所述光催化剂包括TiO2和/或改性TiO2；
[0010](2)将所述筑膜液制成液态膜，固化，即得渗透汽化膜。
[0011]本专利技术步骤(1)中，所述改性TiO2可为本领域常规方法对TiO2改性所得。
[0012]其中，所述改性TiO2的制备方法可为将普通TiO2分散于乙醇氨水溶液中，进行超声分散，然后滴加硅烷偶联剂的乙醇溶液，快速搅拌反应，之后经洗涤、离心、干燥得到改性TiO2。
[0013]所述乙醇氨水溶液的pH可为8～10，例如9。
[0014]所述乙醇氨水溶液中乙醇的体积分数可为50％。
[0015]所述普通TiO2和乙醇氨水溶液的质量比可为1:(5～10)，例如1:7。
[0016]所述超声分散的时间可为10～20min，例如15min。
[0017]所述硅烷偶联剂可为KH
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570、KH560或者KH550，较佳地为KH570，即γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0018]所述硅烷偶联剂的乙醇溶液中硅烷偶联剂的体积分数可为2.5％～5％，例如3％。
[0019]所述滴加可在60～80℃下进行，例如70℃。
[0020]所述滴加的方式可以边搅拌，边加入硅烷偶联剂的乙醇溶液。
[0021]所述快速搅拌的速率可为800～1000r/min，例如900r/min。
[0022]所述反应的时间可为3～5h，例如4h。
[0023]所述反应的时间可为60～80℃，例如70℃。
[0024]所述硅烷偶联剂与TiO2的质量比可为(0.5～2.0):10，例如1:10。
[0025]本专利技术步骤(1)中，所述原料混合物的制备方法可为先将聚合物、交联剂、溶剂和光催化剂进行搅拌，然后加入催化剂。
[0026]其中，所述搅拌的速度可为800～1000r/min，例如900r/min。
[0027]其中，所述搅拌的时间可为3～5h，例如4h。
[0028]本专利技术步骤(1)中，所述反应的时间可为15～30min，例如20min。
[0029]本专利技术步骤(1)中，所述筑膜液一般进行脱泡处理。
[0030]其中，所述脱泡处理的方法可为静置0.5～1h，例如0.6h。
[0031]本专利技术步骤(1)中，所述聚合物为本领域常规用于制备渗透汽化膜的可交联的聚合物。
[0032]其中，所述聚合物可为含硅聚合物、含氟聚合物、聚取代炔烃、嵌段聚醚聚酰胺和甲基丙烯酸酯
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苯乙烯聚合物中的一种或多种。
[0033]所述含硅聚合物可为聚二甲基硅氧烷或聚三甲基硅丙炔；所述聚二甲基硅烷可为羟基封端的聚二甲基硅氧烷或乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷。
[0034]所述含氟聚合物可为聚四氟乙烯或者聚偏氟乙烯。
[0035]本专利技术步骤(1)中，所述交联剂是用来使聚合物发生交联的，所述交联剂的种类可根据所述聚合物种类进行选择。
[0036]其中，当所述聚合物为羟基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述交联剂可为正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或其他多氧基硅烷中的一种或多种；
[0037]其中，当所述聚合物为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述交联剂可为含硅氢基团的聚硅氧烷。
[0038]本专利技术步骤(1)中，所述催化剂是用于催化聚合物反应的进行，所述催化剂的种类
可根据所述聚合物种类进行选择。
[0039]其中，当所述聚合物为羟基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述催化剂可为有机锡催化剂，较佳地为二月桂酸二丁基锡(TBDTL)；
[0040]其中，当所述聚合物为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述催化剂可为有机铂催化剂，较佳地为Karstedt催化剂。
[0041]本专利技术步骤(1)中，所述溶剂可为本领域常规易挥发溶剂，能溶解所述聚合物且不参与聚合反应即可。
[0042]其中，所述溶剂可为正庚烷、甲苯、正己烷、异丙醇、二氯甲烷。
[0043]本专利技术步骤(1)中，所述聚合物与光催化剂的质量比可为10:(0.1～0.5)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)将原料混合物进行反应，得筑膜液；所述原料混合物包括聚合物、交联剂、催化剂、溶剂、光催化剂；所述聚合物与光催化剂的质量比为10:(0.05～0.6)；所述光催化剂包括TiO2和/或改性TiO2；(2)将所述筑膜液制成液态膜，固化，即得渗透汽化膜。2.如权利要求1所述的渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述改性TiO2的制备方法为将TiO2分散于乙醇氨水溶液中，进行超声分散，然后滴加硅烷偶联剂的乙醇溶液，快速搅拌反应，之后经洗涤、离心、干燥得到改性TiO2。3.如权利要求1所述的渗透汽化膜的制备方法，其特征在于，所述原料混合物的制备方法为先将聚合物、交联剂、溶剂和光催化剂进行搅拌，然后加入催化剂；所述聚合物为含硅聚合物、含氟聚合物、聚取代炔烃、嵌段聚醚聚酰胺和甲基丙烯酸酯
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苯乙烯聚合物中的一种或多种；所述含硅聚合物较佳地为聚二甲基硅氧烷或聚三甲基硅丙炔；所述含氟聚合物较佳地为聚四氟乙烯或者聚偏氟乙烯；更佳地，所述聚二甲基硅烷为羟基封端的聚二甲基硅氧烷或乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷；和/或，当所述聚合物为羟基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述交联剂为正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和其他多氧基硅烷中的一种或多种；当所述聚合物为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述交联剂为含硅氢基团的聚硅氧烷；和/或，当所述聚合物为羟基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述催化剂为有机锡催化剂，较佳地为二月桂酸二丁基锡(TBDTL)；当所述聚合物为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷时，所述催化剂为有机铂催化剂，较佳地为Karstedt催化剂；和/或，所述溶剂为正庚烷、甲苯、正己烷、异丙醇、二氯甲烷；和/或，所述聚合物与光催化剂的质量比为10:(0.1～0.5)，较佳地为10:(0.2～0.4)，例如10:0.3；和/或，所述聚合物和所述溶剂的质量比为10:(20～50)，较佳地为10:(30～40)，例如10:35；和/或，所述聚合物和所述催化剂的质量比为10:(0.3～0.5)，例如10:0.4；和/或，所述聚合物和所述交联剂的质量比为10:(0.75～1.25)，例如10:1；和/或，所述光催化剂和所述溶剂的质量比为(0.001～0.03):1，较佳地为(0.002～0.025):1，例如0.004:1；和/或，所述聚合物、交联剂、催化剂、溶剂、光催化剂的质量比为10：1：(0.3～0....
【专利技术属性】
技术研发人员：张静，黄思远，尹竞，何龙，黄磊，姚迎迎，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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