本技术涉及一种新型有机硅膜,具备疏松过渡层,旨在提升膜分离技术。该技术通过将碳纳米管与酸反应,经过洗涤和干燥步骤,制得羧基化碳纳米管COOH‑CNTs,为有机硅膜的制备提供关键材料。
背景技术
用于溶剂/水分离的渗透汽化膜在工业上有着重大需求。而对于酸性有机物脱水,如乙酸脱水或酸性环境下的有机溶剂脱水的渗透汽化技术对膜的耐酸性有着很高的要求。
有机硅膜在酸性环境和水热环境中的稳定性优于聚合物膜和无机膜。有机硅膜一般是支撑体和分离层构成的多层非对称结构。支撑体主要是提供足够的机械强度,而分离层主要起到了筛分作用。陶瓷支撑体的孔径较大且表面较粗糙,因此需要引入过渡层来缩小孔径和表面粗糙度。但传统的过渡层制备工艺复杂,通常选用结构相似的材料如二氧化硅溶胶、三氧化二铝溶胶颗粒负载在支撑体上,通过多次涂覆,将颗粒间堆积孔隙进行孔径缩小,这种方式导致形成的过渡层孔隙率低,传质路程长,在渗透汽化中损耗膜的渗透通量。
目前,制备有机硅膜通常采用擦涂法或浸涂法(Waseem Raza,et al.HClmodification and pervaporation performance of BTESE membrane for thedehydration of acetic acid/water mixture[J].Separation and PurificationTechnology,2020,235:116102;Hessel L.Castricum,et al.High-performance hybridpervaporation membranes with superior hydrothermal and acid stability[J].Journal of Membrane Science,2008,324:111-118),擦涂法通常会导致制备膜的重复性较低,且容易出现涂覆不全的缺陷,而浸涂法形成的膜层较厚,容易开裂,在渗透汽化中表现出较低的分离因子。
实现思路