[发明专利]一种耐腐蚀混合基质分子筛膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐腐蚀混合基质分子筛膜及其制备方法，所述分子筛膜的制备原料，包括以下成分：阀金属基多孔无机填料、聚糠醇、乙醚、多异氰酸酯、三嵌段共聚物、四氢呋喃、二氯甲烷。二甲基甲酰胺2份～5份。本发明以聚糠醇‑乙醚‑三嵌段共聚物作为有机聚合物基质，然后掺入不同孔径级别的阀金属基多孔有机填料作为分散填料分散至有机聚合物中，阀金属基多孔有机填料锚定在聚糠醇‑乙醚‑三嵌段共聚物作为有机聚合物基质的有机官能团上，进而合成最终的分子筛膜，通过微孔亲水聚糠醇‑乙醚‑三嵌段共聚物、形成的微孔多微孔晶化阳极氧化阀金属基体和外径较大的多孔分子筛，提供循环性能、机械性能、耐腐蚀性能优良的分子筛膜。

技术领域

本发明属于制氧机用分子筛膜技术领域，具体涉及一种耐腐蚀混合基质分子筛膜及其制备方法。

背景技术

氧气是维持生命的第一要素，是高原地区部队战斗力的有力保障。伤员在救治的黄金时间或白金时间能否及时吸氧，是降低伤亡率、提高战伤救治能力的重要因素。目前常用的供氧方式主要有储氧供氧、物理制氧和化学制氧。物理制氧应用最广泛，是通过分子筛在变压条件下对氧气的选择性吸附来实现氧气的富集，虽然能满足大部分条件下的使用，但对于高原地区和特殊地区在实际使用中还不能满足部队需求。变压吸附(pressureswing adsorption，PSA)分子筛制氧因具有氧气纯度高和吸附材料廉价易得的突出优势，已经应用于空气分离领域并得到迅猛发展。在PSA气体分离技术中，分子筛的吸附能力能直接影响最终分离效果，甚至影响工艺步骤的复杂性，因此研发高效、稳定的吸附剂或吸附薄膜就成为PSA技术的核心。

现有技术采用的分子筛多为沸石分子筛，但循环利用性能差、空分效果差、易被硫化物、水分等微量杂质腐蚀等缺陷。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种循环性能好、耐腐蚀性能优良、高渗透性和选择性的混合基质分子筛膜及其制备方法。

本发明提供如下技术方案：一种耐腐蚀混合基质分子筛膜，所述分子筛膜的制备原料，按重量份计，包括以下成分：

进一步地，所述阀金属基多孔无机填料的制备方法包括以下步骤：

S1：以质量体积比为0.2～0.5:0.8～1.5:2～5:80～90的四丙基氢氧化铵、氢氧化钾、正硅酸乙酯和去离子水进行称量，其中氢氧化钾为质量配比，其余为体积比；

S2：将所述质量的氢氧化钾和所述体积的去离子水混合，以50rpm～100rpm搅拌5min～10min，搅拌过程中逐步滴加所述体积的四丙基氢氧化铵；

S3：继续搅拌3min～5min至充分混匀后，继续于50rpm～100rpm搅拌转速状态下逐步滴加所述体积的正硅酸乙酯，继续搅拌1.5h～1.8h陈化得到电解用胶黏电解液；

S4：将所述S3步骤得到的电解用胶黏电解液倒入装有阳极氧化阀金属基体的反应釜中，于200℃～240℃下进行水热晶化，并以100rpm～150rpm转速不断搅拌45min～60min，搅拌过程中逐步加入50份～60份的多孔无机填料以及10份～20份的硝酸铈铵；

S5：反应结束后于5℃～10℃冷水浴中快速降温，自主装形成的多微孔晶化阳极氧化阀金属基体的接枝共聚粒径不同的多介孔无机填料，形成内径为0.5nm～1.5nm的多微孔晶化阳极氧化阀金属基体，外径为30nm～50nm的多介孔无机填料的阀金属基多孔无机填料。

进一步地，所述S1步骤中的阳极氧化阀金属基体中的金属为Fe、Al、Cu或Zn中的一种。

进一步地，所述阳极氧化阀金属基体的制备方法包括以下步骤：

M1：将阀金属板浸没于无水乙醇中，于超声波清洗剂中于50KHz～70KHz频率下清洗30min～40min，对阀金属板进行除脂清洗；