[发明专利]大孔载体内表面制备NaA分子筛膜的方法

说明书

本发明属于分子筛膜制备技术领域，具体涉及一种大孔载体内表面制备NaA分子筛膜的方法。所述方法如下：(1)大孔载体内表面修饰层的制备：将硅源、铝源、碱源和去离子水混合，搅拌均匀，得大孔载体修饰液；将大孔载体外表面用聚四氟乙烯包裹后，进行修饰，洗涤、干燥，在大孔载体内表面制得连续均匀的修饰层；(2)大孔载体内膜的制备：将硅源、铝源、碱源和去离子水混合，搅拌均匀，得分子筛膜合成液；将带有内表面修饰层的大孔载体采用分子筛膜合成液合成分子筛膜，洗涤、干燥，在大孔载体内表面制得分子筛膜。本发明能够在单通道、多通道支撑体上使用，制备的分子筛膜紧致、平整，渗透通量大，分离效率高，制备方法简单便捷，可重复性高。

技术领域

本发明属于分子筛膜制备技术领域，具体涉及一种大孔载体内表面制备NaA分子筛膜的方法。

背景技术

分子筛膜是近年发展起来的一种可以实现分子筛分的新型无机膜材料，由于其具有独特的筛分性、亲水/憎水性和择型催化等性能，在有机物脱水、小分子气体分离等领域具有广阔的应用前景。NaA分子筛膜是目前最适合有机物/水混合体系分离的一种亲水膜。然而，大部分NaA分子筛膜是在管状载体外表面合成的，在渗透汽化分离过程中，需要在膜管内侧抽真空，由于空间狭小，渗透蒸汽不易及时扩散，从而影响渗透通量和分离效率。另外，还存在着易磕碰、易污染等问题。因此，在载体的内表面合成分子筛膜是提高分离性能和实现多通道管内表面制备分子筛膜的重要途径。

为获得高分离性能的膜层，常采用小孔径(＜300nm)多孔材料作为载体，但此类载体价格昂贵，是微孔、大孔陶瓷的几倍甚至几十倍，极大提高了分子筛膜的成本。大孔陶瓷载体是目前国内市场上最常见的多孔陶瓷产品之一，较之纳米孔径的载体具有易制备、成本低、通量高等优点。但是大孔载体通常具有表面粗糙、孔径大且分布不均等特征，直接采用原位合成法或者晶种法，容易存在涂晶大小不均，不可避免有小颗粒晶体塌陷或者嵌入孔道中的情况，导致制备出的分子筛膜存在孔洞、裂缝等缺陷。因此，开发一种在大孔陶瓷内表面制备分子筛膜的技术是降低分子筛膜成本的一种有效方法，亦是推动NaA分子筛膜商业化的关键。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明的目的是提供一种大孔载体内表面制备NaA分子筛膜的方法，解决大孔陶瓷内表面粗糙、孔径大，难以制备平整、连续致密分子筛膜，分子筛晶粒沉陷在载体大孔中的问题，能够在单通道、多通道支撑体上使用，制备的分子筛膜具有紧致、平整的特点，制备成本低，渗透通量大，分离效率高，制备方法简单便捷，可重复性高。

本发明所述的大孔载体内表面制备NaA分子筛膜的方法，步骤如下：

(1)大孔载体内表面修饰层的制备：

将硅源、铝源、碱源和去离子水混合，搅拌均匀，得大孔载体修饰液；将大孔载体外表面用聚四氟乙烯包裹后，固定在盛有大孔载体修饰液的反应釜内，然后将反应釜固定在旋转电机的转动轴上，通过旋转电机带动反应釜转动对大孔载体进行动态修饰，修饰结束后，将大孔载体取出，清洗、干燥，即可在大孔载体内表面制得连续均匀的修饰层；

(2)大孔载体内膜的制备：

将硅源、铝源、碱源和去离子水混合，搅拌均匀，得分子筛膜合成液；将带有内表面修饰层的大孔载体固定在盛有分子筛膜合成液的反应釜内，然后将反应釜固定在旋转电机的转动轴上，通过旋转电机带动反应釜转动，达到动态合成分子筛膜，合成结束后，将大孔载体取出，清洗、干燥，在大孔载体内表面制得分子筛膜。

反应釜固定在均相反应器中的转动轴上，反应釜外部设夹套，夹套与转动轴连接，实现反应釜的固定。反应釜固定在均相反应器中的转轴上示意图见附图6。

其中：

步骤(1)中，所述的干燥温度为40℃，干燥时间为10～24h；所述的洗涤为清洗至中性。