一种MOF/PEBAX复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种MOF/PEBAX复合膜及其制备方法和应用。该复合膜由以下方法制得：将Cu

【技术实现步骤摘要】
一种MOF/PEBAX复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种MOF/PEBAX复合膜的制备方法，属于气体膜分离


技术介绍

[0002]自2015年以来，针对石油行业存在的例如炼油产能过剩、综合成本过高、经营利润过低等问题受到人们的关注。这其中油品在开采、运输、销售过程中产生的油气损耗问题不可小觑，这些问题不仅造成了例如大气环境的污染，还对人的身体健康具有较大的威胁。由于大多数的运油码头、炼油厂、油库及加油站都分布在人口较为密集的城市及其周边地区，由这些场所释放的油气会在较短的时间内就被周围人群所吸入。油气中所含的大量不饱和烃、芳香烃、甲苯、二甲苯等有毒有害甚至致癌成分被人体吸入后，则会引起轻度中毒，若长期摄入则会造成严重的身体疾病。因此油气的大量挥发是目前较为严重的关乎人们生命安全的隐患问题。
[0003]过去常用的油气回收处理方法包括资源不可回收法、吸收法、吸附法、冷凝法和热氧化法，然而其中大多数的处理方法都是建立在较高的能源消耗及其他高成本的基础上才可行，并很有可能会产生其他废物，例如目前较为广泛应用的冷凝+活性炭吸附法，其运行过程整体能耗较高且会产生大量的活性炭固废。
[0004]膜分离技术是一项低能耗、占地面积小、无副产物产生的一种新型分离技术，上世纪80年代膜法油气回收技术开始应用于欧洲、美国、日本等发达国家市场。1988年日本Nippon KokanKabushikiKaisha(NKK)公司专利技术了首套用于油库油气回收的膜分离装置。膜分离回收油气技术是指在一定推动力下，利用膜的选择透过性，以及油气中的烷烃类分子与空气分子透过膜的渗透速度的差异性，达到分离混合物并实现油气回收目的的一种新型分离技术。现有的油气回收膜由于膜稳定性差、分离性能随天气温度影响较大、以及耐油气性能较弱导致推广应用较为缓慢。
[0005]目前已经商品化的MOF材料大多为微米级材料，在配置涂膜液的过程中存在问题。由于大量的微米级材料更易互相聚集成沉淀物，进而会导致涂膜液成分不均，膜成品质量不稳定且性能不均一。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供一种MOF/PEBAX复合膜及其制备方法和应用。本专利技术采用Cu
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MOF
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74/PEBAX作为涂膜成分，PEI作为复合膜的基膜材料，在保证分离性能的同时，提高膜抗油气中有机化合物的腐蚀性能，且进一步提高了膜通量。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0008]一种MOF/PEBAX复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)制备涂膜液：将Cu
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MOF
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74与PEBAX溶液混合分散均匀得到涂膜液；
[0010](2)制备PEI基膜：将聚乙烯亚胺(PEI)的N
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甲基吡咯烷酮(NMP)溶液涂敷在无纺布表面，之后浸入水中，制备成基膜；
[0011](3)将所述涂膜液涂敷在所述基膜表面，于88～95℃下聚合反应，即得所述MOF/PEBAX复合膜。
[0012]所述的PEBAX为PEBAX1657。
[0013]优选的，步骤(1)所述的Cu
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MOF
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74由如下方法制得：
[0014]将2,5
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二羟基对苯二甲酸的甲醇溶液缓慢滴加到醋酸铜的甲醇溶液中，反应20～24h后收集并洗涤固体，干燥即得。优选在室温下反应。
[0015]优选的，所述2,5
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二羟基对苯二甲酸的甲醇溶液中，2,5
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二羟基对苯二甲酸与甲醇的质量比为(1～3):500。
[0016]优选的，所述醋酸铜的甲醇溶液中，醋酸铜与甲醇的质量比为(1～3):50。
[0017]优选的，所述的收集为抽滤得到固体。
[0018]优选的，所述的洗涤的方法为：将固体超声溶解于甲醇中静置，每隔12～24小时倒掉上清液，并重新添加甲醇。
[0019]优选的，所述的干燥为于真空干燥箱中，在75～95℃下真空干燥4～6h。
[0020]优选的，步骤(1)中所述PEBAX溶液为质量浓度为5～10％的PEBAX的乙醇溶液。
[0021]优选的，步骤(1)所述的混合的温度为25℃。
[0022]优选的，步骤(1)中Cu
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MOF
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74与PEBAX溶液的质量比为(0.15～1):50。
[0023]优选的，步骤(1)中所述的混合为使用超声分散，超声分散时间为5～10min。
[0024]优选地，步骤(3)所述的聚合反应的时间为4～8h。。
[0025]本专利技术还提供上述方法制备得到的MOF/PEBAX复合膜。
[0026]本专利技术还提供上述方法制得的MOF/PEBAX复合膜在油气回收中的应用。
[0027]本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术通过提高膜本身的耐受性及通过孔道丰富、比表面积较大的Cu
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MOF
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74来提高油气回收膜的整体稳定性。
[0029]本专利技术所采用的Cu
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MOF
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74为纳米级材料，同时由于其有机配体来源于2,5
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二羟基对苯二甲酸，所以其材料表面富含大量的羟基及羧基等亲水基团，对于采用乙醇溶液溶解PEBAX溶液来说，由于相似相溶原理，本专利技术的Cu
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MOF
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74可在超声条件下极短时间内均匀分散在涂膜液中，且在较长时间内不会聚集沉淀，可以满足长时间大批量的涂膜要求，有利于提高膜成品质量且不影响涂膜的效率。
[0030]本专利技术中采用的PEBAX材料(聚醚酰胺嵌段聚合物)是由柔性聚醚链段与刚性聚酰胺链段所组成的，其中柔性链段对油气具有较强的亲和力，而刚性链段则具有良好的机械强度，因此该材料应用于油气分离过程中时既可以保证分离性能，有具有一定的机械强度，同时也增强了膜对油气中有机物的耐受程度。
[0031]本专利技术中所采用的Cu
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MOF
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74是一种无需水热高压釜、无需大量有毒有机溶剂、可在常温条件下合成，合成过程简单，造价廉价的一种具有较为丰富的孔道及比表面积较高的一种MOF新型材料，其可通过这两点优势提高膜的孔隙率，从而在不影响膜分离性能的条件下提高膜的渗透通量，提升膜的使用价值，减少整体项目膜的使用数量。
附图说明
[0032]图1是本专利技术制得的Cu
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MOF
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74的SEM图。
具体实施方式
[0033]下面结合实施例对本专利技术做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本专利技术，但并不用来限定本专利技术的实施范围。
[0034]实施例1
[0035]1.Cu
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MOF
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74的合成：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MOF/PEBAX复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备涂膜液：将Cu
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74与PEBAX溶液混合分散均匀得到涂膜液；（2）制备PEI基膜：将聚乙烯亚胺的N
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甲基吡咯烷酮溶液涂敷在无纺布表面，之后浸入水中，制备成基膜；（3）将所述涂膜液涂敷在所述基膜表面，于88~95℃下聚合反应，即得所述MOF/PEBAX复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的Cu
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MOF
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74由如下方法制得：将2,5
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二羟基对苯二甲酸的甲醇溶液缓慢滴加到醋酸铜的甲醇溶液中，反应20~24h后收集并洗涤固体，干燥即得。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述2,5
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二羟基对苯二甲酸的甲醇溶液中，2,5
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二羟基对苯二甲酸与甲醇的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓斌，孙雪飞，金万勤，邢卫红，王德睿，王成，
申请(专利权)人：江苏久膜高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：