[发明专利]一种光敏性多孔膜及其制备方法和一种光控型膜接触器

说明书

本发明提供了一种光敏性多孔膜的制备方法，本方法制备过程简单，原料易得且危害性小。本发明还提供了一种光敏性多孔膜和一种光控型膜接触器，所述光控型膜接触器以光敏性多孔膜为传质膜界面，以酸性气体为气体侧，以碱液为吸收液。在酸性气体的浓度梯度作用下，本发明提供的光敏性多孔膜在光照条件不同的情况下进行吸附‑解吸的过程，在可见光照条件下为吸附过程，在紫外光照条件下相对为解吸过程；能促进酸性气体的传递，降低气体在膜中的传质阻力，被膜另一侧的吸收液吸收，从而提高脱硫效率。

技术领域

本发明涉及膜吸收技术领域，尤其涉及一种光敏性多孔膜及其制备方法和一种光控型膜接触器。

背景技术

目前，环境问题的严峻性越来越被人们所关注，成为制约人类发展的重大问题。我国的能源结构以煤炭为主，二氧化硫排放量仍在世界第一位，国家在“十二五”间实施了严格的排放控制标准。近年来，对于SO₂排放的重视程度和治理力度达到了前所未有的高度。因此，经济、有效的SO₂去除方法是解决其污染难题的有效途径。

膜技术是一种新型高效的分离技术，其优点可以概括为：能够实现连续分离、低温分离，能耗低，容易与其他分离过程相结合，易于放大。此外，膜分离技术还具有反应条件温和、无相变、无第三组分引入等优点，在一定程度上，代替了传统的分离技术。膜法烟气脱硫技术是气体吸收技术以及膜分离技术相结合的一种新型脱硫技术，其优点是无副产品和废弃物、维护方便、工艺简单，能够节省投资和运行费用，因此潜力巨大，逐渐引起诸多科研工作者的兴趣。

膜接触器是膜科学领域一个重要的组成部分，其在化工，食品，医药等领域扮演着重要角色。近年来，膜科学技术快速发展，人们将膜技术与气体吸收技术相结合，有效地避免传统气体吸收技术(如填料塔等)中存在的泛液和雾沫夹带现象。此外，膜接触器能够在两个互不混溶相之间产生非分散接触，是一种全新的、更加有效的接触传质方法。

在烟气脱硫方面，膜接触器是用于实现两相接触的膜系统，具有明确且稳定的相界面、吸收液流速可独立控制、传质效率高、装填密度高等优点，基于此，膜触器脱硫的研究也日益引起人们的关注。与传统的作为选择性分离介质的膜概念不同的是，膜对于各组分不具有任何选择性，而是仅充当相间的屏障，使各相在确定的界面上进行接触。膜接触器脱硫主要是将烟道气与液态吸收剂隔离开，维持一定的压力，气液两相固定，不发生两相间的混合，形成稳定的传质界面。国内外专家利用其在硫化物、氰化物，二氧化碳，二氧化硫及氨等气体脱除方面进行了相关研究，研究表明在这些领域膜技术具有相当大的潜力和广阔的市场前景。然而，目前为止尚未有光控型多孔膜并将其应用于膜接触器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光敏性多孔膜及其制备方法和一种光控型膜接触器，所述光敏性多孔膜具有光控性能，会在UV/Vis不同光照条件下完成光转换机制，在UV/Vis光转换下可实现吸附-解吸的过程。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光敏性多孔膜的制备方法，包含如下步骤：

(1)将硝酸铬、对苯二甲酸、氢氟酸溶液和水混合后进行水热反应，得到铬金属有机骨架；

(2)将所述铬金属有机骨架和对氨基偶氮苯、甲醇混合后顺次进行热真空负载和常温常压负载，得到偶氮负载铬有机骨架；

(3)将所述偶氮负载铬有机骨架、聚合物、致孔剂和溶剂混合后成膜，得到光敏性多孔膜。

优选的，所述步骤(1)中氢氟酸溶液的质量浓度为30～50％；

所述硝酸铬、对苯二甲酸、氢氟酸溶液和水的量比为(0.8～12.8)g:(0.425～6.84)g:(0.3～0.6)mL:(40～60)mL。

优选的，所述步骤(1)中水热反应的温度为100～300℃；