[发明专利]一种SAPO-34/PDMS有机气体渗透膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种SAPO‑34/PDMS有机气体渗透膜的制备方法，将硅油PDMS、硅烷偶联剂修饰的SAPO‑34分子筛、交联剂、催化剂以及溶剂配置成铸膜液，涂覆在耐溶剂超滤膜上，待溶剂挥发后再加热使其进一步交联固化，即得SAPO‑34/PDMS有机气体渗透膜。本发明所制备的渗透膜，采用修饰过的SAPO‑34分子筛，能大大增强膜的分离性能，用于从空气、有机混合气体中回收低分子量烃类时，分离因子大大提高。

技术领域

本发明涉及气体渗透复合膜技术领域，特别涉及一种适用于低分子量有机溶剂回收的SAPO-34/PDMS复合膜的制备方法。

背景技术

挥发性有机物(VOCs)在人为过程生产的来源为主要来源，包括石油炼制、油气存储运输、化工生产、涂料等众多行业。VOCs目前的处理方法大多是破坏法，造成了资源的巨大浪费和环境污染。对VOCs进行回收具有良好的环境和经济效益和前景。

目前的工业VOCs回收方法主要有吸附、吸收、冷凝等方法。气体膜分离是以气体压力为推动力，从混合气体中分离出特定气体的膜分离过程。与传统处理方法相比，膜分离具有占地面积小、能耗低、效率高、操作简单、二次污染少等优点。工业体系中已有空分富氧、天然气脱碳、氢气回收、有机蒸汽回收等应用。

2001年起气体膜分离技术开始在国内推广使用，目前近90％的小本体聚乙烯企业采用了膜分离丙烯回收装置，使得小本体生产工艺可降低单耗30～40kg/t(丙烯/聚丙烯)。三井油化生产工艺中，为防止惰性气体累积也需要排放驰放气，采用有机蒸气膜回收技术，可降低单耗10kg/t(丙烯/聚丙烯)，应用于低压尾排过程，还可回收大量己烷。

在原油装卸、组分油输转、成品油储存、转运、灌装以及汽车加油等环节，油品损失非常严重。据国家统计局统计，2012年全国生产汽油约9000×104t。如按文献报道的油品损失率6‰计(槽车装卸油、汽车加油过程的挥发损失保守估计)，仅2012年一年，挥发到大气中的油品就达到54×104t，折合人民币约52亿元(按9700元/t计算)。由此可见，油品的蒸发损耗在带来巨大环境污染的同时，也造成了十分严重的经济损失。

有机气体回收膜技术中，高性能膜材料的开发为重点，气体分离膜应满足高渗透速率、高选择性、能承受较大压差、复杂环境下稳定运行等要求。目前采用的硅橡胶材料(聚二甲基硅氧烷等)对有机气体的分离因子偏低，渗透的气体中还存在较多的空气，需要进一步处理。

因此，需要提供一种新的技术方案来提高复合膜的分离因子。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种SAPO-34/PDMS有机气体渗透膜的制备方法，所制备的气体分离复合膜分离性能好，分离因子显著提高。

为解决上述技术问题，本发明的一种SAPO-34微孔分子筛填充耐溶剂复合膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)分子筛修饰：将SAPO-34分子筛加入有机溶剂，搅拌0.5～1小时，随后再超声分散1-2小时，得到均匀分散的悬浮液；向悬浮液中滴加占分子筛质量5～30％的硅烷偶联剂，室温搅拌2～6小时后，过滤、洗涤、烘干，得到硅烷偶联剂修饰的分子筛；

(2)铸膜液的制备：采用羟基封端的PDMS，将其溶于有机溶剂配置成质量浓度为5～10％的溶液，加入修饰后的分子筛，充分搅拌后超声分散1小时，随后向溶液中依次加入交联剂和催化剂，分子筛、交联剂和催化剂的用量分别为PDMS质量的1～15％、5～20％、1～5％，搅拌均匀，得到铸膜液；

(3)复合膜的制备：以耐有机溶剂超滤膜为底膜，将步骤2中的铸膜液按一定厚度均匀涂覆在底膜上，室温下待溶剂挥发并初步固化，随后热处理2～10小时使其充分交联，制得SAPO-34/PDMS有机气体渗透膜。

上述制备方法中，步骤1所用的硅烷偶联剂为正辛基三氯硅烷、苯基三甲氧基硅烷或甲基三甲氧基硅烷。