[发明专利]一种片式分子筛膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种片式分子筛膜的制备方法，通过设计改良现有的片式膜合成釜，并在膜晶化的过程中同时利用铸膜液中晶化出的分子筛颗粒沉积到载体上从而使载体晶种化，从而提高了合成釜的使用寿命，且降低了膜的生产成本。

技术领域

本发明涉及一种膜的制备方法，具体涉及一种片式分子筛膜的制备方法。

背景技术

膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

而在众多膜的种类中，分子筛膜作为陶瓷膜的一种，因其稳定的晶体结构和合成的孔径范围在气体分离、有机溶剂脱水和膜反应器方面具有极佳的竞争力。而DDR膜是主要成分由二氧化硅构成的结晶膜，其微孔由含有氧8元环的多面体形成，同时氧8元环的微孔径为4.4×3.6埃。由于其全硅的晶体结构，因此在酸性或碱性的有机溶剂脱水方是一种理想的应用膜类型。

但是现有的DDR膜仅处于实验室研究水平，尚未有大规模的工业化应用。而对于实验室研究而言，片式膜是最常见的研究类型，绝大多数分子筛膜的研究均始于片式膜的研究。在DDR膜晶化过程中，晶种液中会晶化出分子筛颗粒，由于重力因素分子筛颗粒会沉积在反应釜底部。而由于DDR晶体为全硅结构，很难溶于强酸和强碱，因此很难彻底的将沉积在釜底的晶体消除干净，而残留在釜底的晶体必然影响下一次的膜晶化过程。而且。DDR膜晶化过程中所采用的的模板剂1-金刚烷胺价格较为昂贵，出于实验严谨性的考虑，对于DDR膜的合成，合成釜往往仅使用几次便被废弃，造成了极大的浪费。

因此，如何解决膜晶化过程中晶体沉积是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中合成釜使用次数不多的问题，提供了一种经济化的片式膜制备方法，提高了膜的合成成本。

为了实现上述目的，一种片式分子筛膜的制备方法，其包括以下步骤：

（1）将片式载体A用去离子水浸泡、冲洗，并在40-100℃下烘干，并在流动的氧气氛围下加热至200-400℃，并保温4-6h。

（2）配置含有金刚烷胺、乙二胺、水、SiO2的铸膜液，其中金刚烷胺/SiO2的摩尔比为0.1-0.2，水/SiO2的摩尔比为200-500；

（3）取干燥的片式膜合成釜，并将所述载体A的待膜面朝上放置在合成釜底部待晶种化，并将另一晶种化后的片式载体B竖直的放置在待晶种化的载体A上方、反应釜的中部，并将所述铸膜液倒入合成釜中，完全浸没所述待晶种化的载体A和晶种化后的载体B；

（4）将合成釜套入金属釜套中，并置于160-180℃下水热晶化，晶化时间12-18h，其中合成釜底部的待晶种化载体A上表面晶种化，而合成釜中部的晶种化后的载体B表面晶化成片式膜B；

（5）将所述片式膜B用去离子水浸泡、冲洗烘干即为成片片式膜；而晶种化后的载体A在去离子水中浸泡，并在40-60℃下烘干备用，并在下次晶化过程中放置在反应釜中部晶化成膜。

优选地，所述的合成釜包括相通的膜晶化区和载体晶种化区，其中膜晶化区呈倒锥台状，载体晶种化区呈矩形，膜晶化区的底边同时作为载体晶种化区的顶边

优选地，膜晶化区的侧壁与底边之间的角度为120-150°，膜晶化区底边长度略大于片式载体的直径，膜晶化区高度与载体的直径之比为3/2-2，与载体晶种化区的侧壁高度与膜晶化区的长度之比为1/5-1/3。

优选地，氧气的的流速为5-10ml/min。