混合基质渗透汽化膜及其应用和酒尾中呈香物质的提纯方法技术

本发明专利技术公开了一种混合基质渗透汽化膜及其应用和酒尾中呈香物质的提纯方法，属于膜分离技术领域。本发明专利技术通过KH560的开环反应修饰MWCNTs

【技术实现步骤摘要】
混合基质渗透汽化膜及其应用和酒尾中呈香物质的提纯方法


[0001]本专利技术属于膜分离
，具体涉及一种混合基质渗透汽化膜及其应用和酒尾中呈香物质的提纯方法。

技术介绍

[0002]近年来，PDMS以其优异的加工性能、物化稳定性、渗透性等，已然是渗透汽化膜材料中的佼佼者。但是单纯的PDMS复合膜仍然具有较差的耐溶胀性，其分离效果依然不够理想，达不到工业应用的水平。因此，为了提高PDMS膜的分离因子，改善其分离性能，通常采用交联、接枝、共聚、与多孔填料混合等方法来提高PDMS膜的分离性能。其中混合基质膜(MMMs)通过将微米或纳米颗粒与聚合物基质相结合而制备成膜，被认为是最有前途的膜性能优化技术之一。碳纳米管(CNTs)作为一种碳纳米材料，其光滑的管壁、开放的末端、高纵横比和独特的管状结构使含碳纳米管的复合膜材料能够实现许多优越的特性和性能，如高效传质、强疏水性和优良的机械性能。
[0003]然而，由于化学/物理性质的不同，纳米颗粒和聚合物基质之间的相互作用较弱且易于团聚是MMMs的主要缺点之一。颗粒容易在聚合物基质中聚集，这通常对基质中的传质有不良的影响，有时甚至可能导致膜面产生缺陷。因此，如何改善纳米颗粒和聚合物基质之间的相互作用，仍然是高性能MMMs需要解决的一个挑战。
[0004]白酒在生产酿造过程中，在后半段会产生大量的酒尾，酒尾较原酒而言，其酒精度较低，醇溶性物质如绝大部分酯类、醇类等含量较低，水溶性组分如乳酸乙酯、有机酸等含量较高。由于己酸乙酯与乳酸乙酯比例严重失调、酸含量高等问题导致其味杂、尾不净、香气闷、酸涩味重等缺陷，一般白酒企业都是将其回底锅串蒸，在此过程中会造成一定酒精及呈香呈味组分损耗。因此如何提高尾酒附加值，实现酒尾的高值化利用，降低酒企能耗的同时也降低三废处理压力是许多酒企亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对MWCNTs易团聚的问题，提出采用KH560修饰MWCNTs
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NH2，将K
‑
MWCNTs表面的KH560硅烷基团看作为一种交联剂，参与PDMS的交联反应，以减少MWCNTs易团聚的问题，从而增加K
‑
MWCNTs与PDMS基质间的界面，为小分子提供更多传质通道，提升膜过程通量，同时优化膜的机械性能和耐久性能；然后将优先透有机物膜分离技术应用到酒尾的综合利用中，从而提升酒尾的品质，以减少资源的浪费。
[0006]本专利技术首先提供了一种混合基质渗透汽化膜，其制备方法包括以下步骤：
[0007]A、将MWCNTs
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NH2(氨基多壁碳纳米管)和KH560(γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)溶解于有机溶剂中，进行偶联反应，反应完毕，经固液分离和干燥，得到K
‑
MWCNTs；
[0008]B、将PDMS(聚二甲基硅氧烷)溶解于有机溶剂中，得到溶液X；将步骤A所得K
‑
MWCNTs分散于有机溶剂中，超声处理，得到溶液Y；将溶液X和溶液Y混合均匀，然后加入交联剂和催化剂，搅拌至呈轻微拉丝状，脱泡得到刮膜液；
[0009]C、将PVDF膜固定在水平面上，然后将步骤B所得刮膜液倒在PVDF膜上，进行刮膜，静置后，经自然蒸发，然后进行交联反应，反应完毕，得到混合基质渗透汽化膜K
‑
MWCNTs/PDMS MMMs。
[0010]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤A中，所述MWCNTs
‑
NH2的纯度>95％，
‑
NH2含量：0.1～1.0wt％。
[0011]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤A中，所述MWCNTs
‑
NH2、KH560和有机溶剂的质量比为1：0.15～0.30：15～20。
[0012]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤A中，所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环、正己烷、正庚烷。
[0013]优选的，上述混合基质渗透汽化膜，步骤A中，所述有机溶剂为四氢呋喃。
[0014]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤A中，所述偶联反应的条件为：先搅拌5～10min，再超声处理15～30min。
[0015]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤A中，固液分离时，采用有机溶剂进行冲洗不少于3次，以除去多余KH560。
[0016]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤A中，所述干燥为50～80℃真空干燥12～24h。
[0017]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，所述PDMS在25℃下的粘度值为10000～20000mPa
·
s。
[0018]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，所述交联剂为TEOS(正硅酸乙酯)、KH560(γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)、乙烯基三乙氧基硅烷或苯甲基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0019]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，所述催化剂为DBTL(二月桂酸二丁基锡)。
[0020]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环、正己烷、正庚烷。
[0021]优选的，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，所述有机溶剂为四氢呋喃。
[0022]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，溶液X中，所述PDMS和有机溶剂的质量比为5：9～10。
[0023]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，溶液Y中，所述K
‑
MWCNTs和有机溶剂的质量比为0.05～0.5：9。
[0024]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤B中，刮膜液中，PDMS、K
‑
MWCNTs、交联剂、催化剂和有机溶剂的质量比为5：0.05～0.4：1：0.2～1.0：18～25。
[0025]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤C中，进行刮膜时，控制刮膜液刮涂厚度为80～150μm。
[0026]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤C中，所述静置的时间为5～30min。
[0027]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤C中，所述自然蒸发的时间为12～24h。
[0028]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤C中，所述交联反应的温度为60～100℃。
[0029]其中，上述混合基质渗透汽化膜，步骤C中，所述交联反应的时间为4～6h。
[0030]基于本专利技术混合基质渗透汽化膜优异的分离性能，本专利技术还提供了上述混合基质
渗透汽化膜在酒尾分离或水中挥发性有机物分离中的应用，所述水中的挥发性有机物为乙醇、丁醇、乙酸乙酯、乳酸乙酯、糠醛、己酸、呋喃、3
‑
甲基丁酸中的至少一种。
[0031]本专利技术还提供了基于上述混合基质渗透汽化膜的酒尾中呈香物质的提纯方法，其包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.混合基质渗透汽化膜，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：A、将MWCNTs
‑
NH2和KH560溶解于有机溶剂中，进行偶联反应，反应完毕，经固液分离和干燥，得到K
‑
MWCNTs；B、将PDMS溶解于有机溶剂中，得到溶液X；将步骤A所得K
‑
MWCNTs分散于有机溶剂中，超声处理，得到溶液Y；将溶液X和溶液Y混合均匀，然后加入交联剂和催化剂，搅拌至呈轻微拉丝状，脱泡得到刮膜液；C、将PVDF膜固定在水平面上，然后将步骤B所得刮膜液倒在PVDF膜上，进行刮膜，静置后，经自然蒸发，然后进行交联反应，反应完毕，得到混合基质渗透汽化膜K
‑
MWCNTs/PDMS MMMs。2.根据权利要求1所述的混合基质渗透汽化膜，其特征在于：步骤A中，至少满足下列的一项：所述MWCNTs
‑
NH2的纯度>95％，
‑
NH2含量：0.1～1.0wt％；所述MWCNTs
‑
NH2、KH560和有机溶剂的质量比为1：0.15～0.30：15～20；所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环、正己烷、正庚烷；优选为四氢呋喃。3.根据权利要求1所述的混合基质渗透汽化膜，其特征在于：步骤A中，至少满足下列的一项：所述偶联反应的条件为：先搅拌5～10min，再超声处理15～30min；固液分离时，采用有机溶剂进行冲洗不少于3次，以除去多余KH560；所述干燥为50～80℃真空干燥12～24h。4.根据权利要求1所述的混合基质渗透汽化膜，其特征在于：步骤B中，至少满足下列的一项：所述PDMS在25℃下的粘度值为10000～20000mPa
·
s；所述交联剂为TEOS、KH560、乙烯基三乙氧基硅烷或苯甲基三乙氧基硅烷中...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊春海，李曦，何欣平，赵东，陈乔，
申请(专利权)人：宜宾五粮液股份有限公司，
类型：发明
国别省市：