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一种改性ZSM-5沸石共混优先透醇复合膜及其制备方法技术

技术编号:8953323 阅读:187 留言:0更新日期:2013-07-24 19:19
本发明专利技术公开了属于渗透汽化膜分离技术领域的一种改性ZSM-5沸石共混优先透醇复合膜及其制备方法。本发明专利技术的制备方法中底膜是将聚偏氟乙烯(PVDF)溶液浇注在聚酯无纺布上,使用浸没相转化方法制备;改性ZSM-5沸石是将ZSM-5沸石热处理后,与三氯硅烷在有机溶剂中反应后得到;分离层膜制备是将含聚二甲基硅氧烷(PDMS)、改性ZSM-5沸石、交联剂、催化剂的混合溶液中浇注到底膜上刮膜得到。本发明专利技术得到的膜在操作温度40℃,沸石共混量30%的条件下,对乙醇质量分数5%的水溶液分离因子最高可达15.8,渗透通量为203.7g·m-2·h-1。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于渗透汽化膜分离
,具体涉及一种改性ZSM-5沸石共混优先透醇复合膜及其制备方法
技术介绍
能源和环境危机日益严峻,绿色新能源开发是燃眉之急。生物法发酵得到的乙醇是一种清洁可再生的绿色能源,开始受到广泛重视,但较高的生产成本限制了其推广应用。伴随化工生产技术的进步,渗透汽化技术成为降低乙醇生产成本的重要方法,该工艺具有效率高,能耗低和无污染的显著优点。膜材料是膜分离性能的关键,其中聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一类优先透醇膜的高分子材料,它具有的较大的自由体积,渗透性好,但PDMS对乙醇的亲和性很强,易发生溶胀,造成选择性下降。此外,单一组分的有机膜耐压性和稳定性较差,难以满足工业要求。无机-有机共混复合膜是解决办法之一。沸石材料的孔道具有较强的亲醇疏水性,选择性吸附乙醇分子,而水分子只能从沸石间隙通过,因而沸石共混是一种可以同时提高渗透通量和分离因子的简便途径。合适的尺寸,大填充量和均匀分散,是获得高性能沸石共混膜的关键。ZSM-5沸石的孔径接近乙醇分子动力学半径(0.52nm),可以作为优先选择的沸石之一。为解决共混沸石和膜分离层的适配性,减少膜缺陷,还需要对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性ZSM?5沸石共混优先透醇复合膜,其特征在于:所述复合膜包括分离层和支撑层,所述支撑层为聚酯无纺布支撑的聚偏氟乙烯多孔底膜,所述分离层为改性ZSM?5沸石共混聚二甲基硅氧烷膜。

【技术特征摘要】
1.一种改性ZSM-5沸石共混优先透醇复合膜,其特征在于:所述复合膜包括分离层和支撑层,所述支撑层为聚酯无纺布支撑的聚偏氟乙烯多孔底膜,所述分离层为改性ZSM-5沸石共混聚二甲基硅氧烷膜。2.根据权利要求1所述的一种改性ZSM-5沸石共混优先透醇复合膜,其特征在于:所述聚偏氟乙烯多孔底膜的厚度为30-50 μ m。3.根据权利要求1所述的一种改性ZSM-5沸石共混优先透醇复合膜,其特征在于:所述聚二甲基硅氧烷膜的厚度为10-30 μ m。4.权利要求1所述的改性ZSM-5沸石共混优先透醇复合膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)聚偏氟乙烯多孔底膜的制备:将干燥后的聚偏氟乙烯溶于有机溶剂,配成质量分数为10-20%的溶液,搅拌,过滤,脱泡,室温静置得到澄清铸膜液;将铸膜液均匀倒在聚酯无纺布上刮膜,水为凝胶浴,用浸没沉淀相转化法,固化得到无纺布支撑的聚偏氟乙烯底膜,再将底膜在乙醇中浸泡,自然晾干,聚偏氟乙烯多孔底膜; (2)改性ZSM-5沸石的制备:将ZSM-5沸石过100目筛后置于马弗炉中,经200-600°C热处理5-24h,然后分散于其5-10倍质量的有机溶剂中,搅拌超声后加入相当沸石质量的三氯硅烷,在70°C下回流反应12h后,过滤,用同样的有机溶剂洗涤滤饼3-5次后,再将滤饼在100-200°C以上下真空干燥6h,制得改性ZSM-5沸石; (3)聚二甲基硅氧烷膜的制备:将聚二甲基硅氧烷溶于步骤(2)使用的有机溶剂中,常温搅拌,形成均匀溶液,再共混上述改性ZSM-5沸石,超声搅拌使其分散均匀,...

【专利技术属性】
技术研发人员:李继定夏阳韩小龙王涛吴珍余立新
申请(专利权)人:清华大学鄂尔多斯市紫荆创新研究院
类型:发明
国别省市:

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