[发明专利]载体表面改性亲水分子筛膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种载体表面改性亲水分子筛膜的制备方法，包括以下步骤：制备分子筛晶种，其中分子筛晶种和多孔载体表面孔径比率为0.3‑0.5；表面改性多孔载体，得到设定分子筛晶种排列取向的多孔载体；涂覆分子筛晶种于表面改性多孔载体上；以及二次生长多孔载体表面的分子筛晶种，得到载体表面改性亲水分子筛膜，并得到超薄膜，实现分离选择性高与高通量的优点。

技术领域

本发明涉及分子筛膜改性领域，特别涉及一种载体表面改性亲水分子筛膜及其制备方法。

背景技术

渗透汽化是一种新兴的膜分离技术，利用料液膜上下游某组分化学势差为驱动力实现传质，利用膜对料液中不同组分亲和性和传质阻力的差异实现选择性，主要用于有机溶剂或水体系的脱水或脱溶剂，这类膜分离技术与传统工艺相比之下具有能耗低，污染少，占地面积小，易于操作以及易于与其他分离工艺耦合，使用条件温和等优势，可被适合用于各大行业如：化工，电子，食品，医药，环保等中应用。

分子筛膜作为无机膜的一种，具备耐高温，机械性能高，抗化学腐蚀和生物腐蚀性能好，通量高，孔道均一，易调变和改性的特点，且分子筛膜可选择的晶体种类繁多。目前主要的溶剂脱水分子筛膜有NaA型,NaY型,T型,CHA型等，其中NaA型分子筛膜在溶剂脱水中表现出优异的选择分离性能。

分子筛膜的制备包括原位合成法，二次生长法,微波辅助等，虽然原位水热合成法简单，易操作，但是制备的膜结构，如膜厚度，晶体粒尺寸，晶体取向都无法很好的控制，导致生产的膜管性能略差。为了提高膜的致密度与重复性，比较常采用二次生长法，但二次生长法需要预先在载体表面涂抹晶种，再进一步生长形成连续致密的分子筛膜，且分子筛膜成型好坏主要关键在于如何改善涂覆晶种的方法与如何改善晶种载体的附着力和接触性能，比如CN200910098234A,CN201010235979CN2013101752595A,CN201410089205.1,CN201510688044.2,CN201610476454.5,CN201710693831.5,CN201810178837.3等专利都集中在研究二次生长法，然而这些专利技术在实际应用中依旧存在着诸多技术问题。

具体内容如下：CN200910098234A专利采用浸涂-滚擦涂晶法合成，形成厚的膜层，膜的通量度不高；CN201010235979专利采用热浸渍-擦涂法合成，需用高温浸渍晶种，膜的致密度不高；CN2013101752595A专利采用粗与细晶种热浸渍-擦涂法合成，需用高温浸渍晶种，通量度不高；CN201410089205.1专利采用阳离子液体修饰支撑体，再通过电荷自组装置形成一层均匀晶种层；再通过二次生长法形成膜层，需要特制装置形成均匀晶种层，导致成本增加；CN201510688044.2专利采用低硅铝比例合成液一步合成NaA型分子筛，技术重复性不高；CN201610476454.5专利采用多巴胺把NaA膜表面改性形成改性耐酸膜，需要增加后处理以达到耐酸膜；CN201710693831.5专利采用荷负电聚电解质/分子筛复合膜，程序复杂；CN201810178837.3专利采用支撑体表面预处理，滴涂的方法将NaA晶种分散在乙醇中，应用二次生长法形成的膜的通量度不高。

总而言之，现有的膜生产过程中至少存在晶体涂覆不均匀，分子筛晶粒的尺度不一，载体表面的凹凸不平，制备的分子筛膜完整性和连续性不足之一问题，另外，膜的通量度和致密度无法同时达到优异的状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载体表面改性亲水分子筛膜及其制备方法，可改善NaA分子筛膜层使其生长致密而形成超薄膜，实现分离选择性高，同时具备高通量与高致密性的优点。

为实现以上目的，本技术方案提供一种载体表面改性亲水分子筛膜的制备方法，包括以下步骤：

制备分子筛晶种，其中分子筛晶种和多孔载体表面孔径比率为0.3-0.5；

表面改性多孔载体，得到设定分子筛晶种排列取向的多孔载体；

涂覆分子筛晶种于表面改性多孔载体上；以及