[发明专利]一种MoS2

说明书

本发明属于共混矩阵膜分离技术领域，具体涉及一种MoS₂/有机硅共混矩阵膜、制备方法及应用，该方法包括：由有机烷氧基硅烷通过水解聚合法制备有机硅溶胶；将MoS₂分散液与有机硅溶胶混合均匀制备MoS₂/有机硅分散液；将MoS₂/有机硅分散液擦涂在撑体上，煅烧后得到MoS₂/有机硅共混矩阵膜。本发明制备的MoS2/有机硅共混矩阵膜具有良好的H₂渗透性和选择性，可应用于分离混合气中的氢气。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种MoS₂/有机硅共混矩阵膜、制备方法及应用。

背景技术

有机硅膜是由有机烷氧基硅烷水解聚合的有机基团连接的二氧化硅基膜，与纯二氧化硅膜相似，它引入的桥联有机基团使膜结构更加疏松，增强了对水的排斥，较纯二氧化硅膜具有更好的水热稳定性和H₂渗透性。然而桥联有机硅膜的孔径一般在0.44-0.83nm之间，大于CO₂，CO，N₂的分子动力学直径，因此桥联有机硅膜对H₂的选择性降低。MoS₂由于独特的片层结构、良好的物理化学性能及活化H₂的性能，在气体分离膜领域具有巨大优势。但MoS₂表面无活性基团，难以与撑体进行键合制备稳固的分离膜，且纯MoS₂膜面临大面积无缺陷制备的难题，需要通过修饰缺陷的方法才能得到更高分离性能的膜。

目前尚无同时具备良好的H₂渗透性和选择性的分离膜。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种MoS₂/有机硅共混矩阵膜，具有良好的H₂渗透性和选择性。

本发明的另一目的在于，提供一种MoS₂/有机硅共混矩阵膜的制备方法，利于工业制备。

本发明的进一步目的在于，提供一种MoS₂/有机硅共混矩阵膜在分离混合气中的氢气的应用。

为解决现有技术的不足，本发明提供的技术方案为：

一种MoS₂/有机硅共混矩阵膜的制备方法，包括，

S1：由有机烷氧基硅烷通过水解聚合法制备有机硅溶胶；

S2：将MoS₂分散液与有机硅溶胶混合均匀制备MoS₂/有机硅分散液；

S3：将MoS₂/有机硅分散液擦涂在撑体上，煅烧后得到MoS₂/有机硅共混矩阵膜。

优选的，所述有机硅溶胶由有机烷氧基硅烷、乙醇、催化剂和水的混合溶液在20～60℃下搅拌1～5h制备而成。

优选的，所述有机烷氧基硅烷包括双(三乙氧基硅基)甲烷、1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷或1,3-双(三乙氧基硅基)丙烷中的一种或多种；

所用催化剂为含H⁺的酸性催化剂；

所述有机烷氧基硅烷、水、催化剂的摩尔比为1:10～300：0.1～0.8；

所述有机硅氧烷在有机烷氧基硅烷、水、催化剂、乙醇的混合液中的含量为2.0～5.0wt.％。

优选的，所述步骤S2中，

所述MoS₂分散液中，MoS₂为二维片层结构，含量为5.0wt.％；溶剂为乙醇和水的混合溶液；