[发明专利]一种基于SAPO-34混合基质膜的制备方法及应用

权利要求书

1.一种混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)SAPO-34纳米片的制备：将磷源、铝源、硅源、模板剂和水在-20～100℃下按一定比例均匀混合，然后在5～150℃下老化0.5～96h，得到SAPO-34纳米片合成液，将所述合成液转移至反应釜，在100～200℃下晶化反应0.5～2h，晶化反应完成后离心洗涤，得到SAPO-34纳米片，然后分散在溶剂中，得到纳米片分散液；

(2)SAPO-34纳米片在载体上的负载：将载体与所述纳米片分散液接触，在一定气氛下于150-800℃下热处理0.5-20h，得到纳米片@载体结合物；

(3)聚合物在溶剂中的分散：将聚合物和偶联剂均匀分散到有机溶剂中，得到聚合物分散液；

(4)SAPO-34的混合基质膜的制备：将步骤(2)得到的所述纳米片@载体结合物与聚合物分散液接触，得到所述混合基质膜；

步骤(1)所述的磷源为磷酸；铝源为仲丁醇铝、异丙醇铝、氢氧化铝、氧化铝、硝酸铝、硫酸铝和铝酸钠中的至少一种；所述硅源为无定型二氧化硅、硅溶胶、硅胶、四乙氧基硅烷、硅藻土和水玻璃中的至少一种；所述模板剂为四甲基铵、四乙基铵、三乙基甲基铵，四丙铵、四丁铵的氢氧化物或氯化物中的至少一种；其中，所述Si源：Al源＝0.1-10，P源：Al源＝0.5-20，模板剂：铝源＝0.5-20，水：铝源＝30-1000；

步骤(1)所述晶化反应加热方式为微波加热；

步骤(1)所述纳米片分散液的浓度为2mg～10g/100mL；

步骤(2)中，所述载体与纳米片接触的方法为L-B法、L-S法、刮涂法、旋涂法、热滴加法、真空抽滤法、提拉法或浸渍法中的一种；

步骤(3)所述的聚合物为聚硫化物、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚三甲基硅丙炔、聚偏氟乙烯、嵌段共聚醚胺中的至少一种；

步骤(3)所述的偶联剂为硅烷类偶联剂；

步骤(3)所述聚合物、偶联剂和有机溶剂的质量比为：2～20:1:100～2000；

步骤(4)中，所述纳米片@载体结合物与聚合物分散液接触的方法为L-B法、L-S法、刮涂法、旋涂法、滴加法、真空抽滤法、提拉法或浸渍法中的一种。

2.根据权利要求1所述的混合基质膜的制备方法，其特征在于，对步骤(1)所述的SAPO-34纳米片修饰后分散于溶剂中，所述修饰为将SAPO-34纳米片置于质量浓度为0.1-50％的修饰物溶液中浸泡0.5-24h；所述修饰物为盐酸，硫酸，氢氧化钠，C₁-C₈的醇类，硅烷类偶联剂，有机胺中的一种。

3.根据权利要求1所述的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述纳米片分散液的溶剂为水、C₁-C₈的醇及其衍生物中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述纳米片分散液的溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、正丁醇，异丁醇、仲丁醇或叔丁醇。

5.根据权利要求1所述的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的载体多孔载体；所述多孔载体为修饰或未修饰过的氧化硅、α-氧化铝、γ-氧化铝、二氧化钛、不锈钢网、聚丙烯、聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚砜或聚丙烯腈中的一种；所述多孔载体孔径大小为5nm-1μm；所述修饰为将多孔载体置于质量浓度为0.1-50％的修饰物溶液中浸泡0.5-24h；所述修饰物为盐酸、硫酸、氢氧化钠C₁-C₄醇类、硅烷类偶联剂或有机胺中的一种。

6.根据权利要求1所述的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述载体与纳米片接触的操作温度为-20～250℃。

7.根据权利要求1所述的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理的温度为150-400℃；热处理时间为2-10h；热处理气氛为空气、氧气、氮气、氨气中的一种。