[发明专利]一种渗透汽化膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种渗透汽化膜材料的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：以(2‑丁氧基乙基)胺盐酸盐作为模版制得沸石；步骤S2：将2‑20份PDMS、0.2‑2份交联剂、0.2‑2份催化剂溶解于100份正庚烷中，混合均匀形成溶液；步骤S3：将步骤S1中，0.1‑10份所述沸石加入步骤S2中所述溶液进行搅拌，得到铸膜液；步骤S4：将步骤S3所得的所述铸膜液涂覆于PVDF超滤膜上，控制涂覆层厚度为5‑300um，得到涂覆膜；步骤S5：将步骤S4所得的所述涂覆膜，室温下静置，待正庚烷挥发后，进行热处理直至干燥，得到所述渗透汽化膜材料。根据该制备方法制得的渗透汽化膜材料，适合乙二醇单丁醚水溶液体系，且显著提高了乙二醇单丁醚的分离系数和渗透通量。

技术领域

本发明涉及一种膜分离技术，特别涉及一种渗透汽化膜材料及其制备方法。

背景技术

油性漆溶剂中挥发的VOC被认为是造成雾霾天气、空气污染的重要来源，因此近几年涂料行业从油性漆发展转向低挥发性气体的水性漆市场。但水性漆生产及使用产生的废液，废液特点COD高，水量小，经混凝处理后的清液所含有机物主要为醇类醚类物质，有机物含量成分高，采用加热共沸的方式处理，传统蒸馏设备无法实现分离；采用化学催化氧化技术、焚烧等方式处理成本非常高昂，因此该废液急需一种可行、经济的处理方式。

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。目前，渗透汽化主要应用于以下三个领域：(1)有机溶剂脱水，如醇类，醚类，酯类，酸类脱水等；(2)水中微量有机物的脱除，如挥发性有机物的脱除，芳香性有机物回收，发酵液中回收生物燃料等；(3)有机-有机混合体系的分离，如甲基叔丁基醚(MTBE)/甲醇，碳酸二甲酯(DMC)/甲醇，苯/环己烷分离等。

有机物优先透过的渗透汽化膜功能层主要为聚甲基硅氧烷(PDMS)。其憎水性较强，是典型的憎水性膜材料。但是其自身成膜性、机械性能较差，且对有机物的分离系数和渗透通量均较低，目前工业化应用的主要为改性的PDMS。水性漆废液中有机物主要为乙二醇单丁醚，目前现有渗透汽化膜专利无优先透过乙二醇单丁醚。

专利CN101264429A公开了一种渗透汽化优先透醇沸石填充硅橡胶复合膜的制备方法，其用MFI型沸石改性PDMS/PVDF，对乙醇水溶液具有高分离因子和渗透通量。但是由于MFI型沸石结构并不适合乙二醇单丁醚水溶液体系，无法提高其分离因子和渗透通量。

专利CN107081068A公开了一种渗透汽化膜的制备方法，其用沸石咪唑骨架材料(ZIF-67颗粒)改性PDMS，对丁酮水溶液具有高分离因子和渗透通量。但是由于ZIF-67颗粒并不适合乙二醇单丁醚水溶液体系，无法提高其分离因子和渗透通量。

专利CN107519770A公开了一种纳米杂化混合基质渗透汽化膜在分离挥发性芳香物中的应用，其中，所述纳米杂化混合基质渗透汽化膜通过纳米沸石分子筛Silicalite-1颗粒与聚二甲基硅氧烷混合制备得到。但是由于纳米沸石分子筛Silicalite-1颗粒并不适合乙二醇单丁醚水溶液体系，无法提高其分离因子和渗透通量。

上述专利中的分子筛沸石中孔道结构并没有根据乙二醇单丁醚进行优化，故其渗透汽化膜无法做到对乙二醇单丁醚的优先透过。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中渗透汽化膜无法做到对乙二醇单丁醚的优先透过的技术问题，本发明提供了一种优先透过乙二醇单丁醚的渗透汽化膜材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种渗透汽化膜材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：以(2-丁氧基乙基)胺盐酸盐作为模板制得沸石；