[发明专利]PDMS/PVDF渗透汽化复合膜、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及用一种渗透汽化复合膜，更具体地说涉及一种PDMS/PVDF(聚二甲基硅氧 烷/聚偏氟乙烯)渗透汽化复合膜；另外本发明还涉及上述PDMS/PVDF聚渗透汽化复合膜 制备方法及其应用，特别是在分离乙酸水溶液中的应用。

背景技术

乙酸是重要的有机化工原料之一。主要用于生产乙酸乙烯、醋酐、乙酸纤维素、乙酸 酯类、对苯二甲酸、氯乙酸和乙酸盐类等。乙酸已经广泛用于化工、轻工、纺织、医药、 印染、橡胶、农药、照相药品、电子、食品等领域，其衍生物多达几百种。目前国内外研 究乙酸/水溶液分离的方法很多，主要有萃取法、精馏法、膜分离法及上述方法的联合使用 等。渗透汽化技术作为一种新兴的膜分离技术具有很高的单级分离度，渗透汽化是在液体 混合物中组分蒸汽压差推动下，利用组分通过膜的溶解与扩散速率的不同来实现分离的膜 分离过程。特别适于蒸馏法难以分离或不能分离的近沸或共沸混合液的分离；对有机溶液 中微量水或废水中少量有机物的的脱除，以及水溶液中高价值有机组分的回收，具有相变 质量小、效率高、能耗低、设备简单、工艺放大效应小等优点。

二十世纪八十年代后，各国学者对渗透汽化膜进行了广泛的研究，但主要集中在优先 透水膜的探讨上，目前对于乙醇，异丙醇的脱水已经实现了工业化，然而，对于其它有机 物优先透过的膜的研究，特别是乙酸水溶液中乙酸的优先分离方面，现有技术中目前尚未 见报道，因此需要研发一种新的复合膜来解决乙酸水溶液中乙酸分离的问题。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的问题与不足，提供一种PDMS/PVDF(聚二甲基硅氧烷 /聚偏氟乙烯)渗透汽化复合膜，该复合膜由不同孔径的聚偏氟乙烯支撑层和聚二甲基硅氧 烷分离层组成，该复合膜应用到分离乙酸水溶液中分离乙酸时，具有较高的分离能力和分 离效率。

本发明还提供该PDMS/PVDF(聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯)渗透汽化复合膜的制备 方法以及一种用于乙酸水溶液中分离乙酸的方法。

本发明的技术方案如下：

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜，包括有分离层和支撑层两部分，分离层均匀 分布依附在支撑层上，其所述的复合膜的总厚度为120～150μm，其中表皮分离层的厚度为 30μm～40μm，所述的支撑层材料为孔径分别为0.1～2.0μm的聚偏氟乙烯微孔滤膜，所述的 分离层材料为聚二甲基硅氧烷。

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜，其进一步的技术方案是所述的聚二甲基硅氧 烷的分子量在30000～50000之间。

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜，其进一步的技术方案还可以是所述的聚偏氟 乙烯微孔滤膜底部附有无纺布补强支撑，主要作用是起支撑作用。

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜的制备方法，包括以下步骤：

将6份PDMS、3～4份溶剂、0.3～0.5份交联剂和0.05～0.2份固化剂混合，搅拌 均匀并静置脱泡；脱泡后将其倾倒在预先用质量分数15％～25％的聚乙二醇水溶液浸泡处理 24小时以上的孔径为0.1μm～2.0μm的聚偏氟乙烯微孔滤膜上，然后用刮刀刮制成膜，室温 下静置24小时以上，使其交联完全；交联后将复合膜在蒸馏水中浸泡24小时以上，去除 支撑层中的残余的聚乙二醇溶出；最后将复合膜在真空下干燥24小时以上即得 PDMS/PVDF渗透汽化复合膜。

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜的制备方法，其进一步的技术方案是所述的溶 剂为正己烷、正庚烷或正癸烷。

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所 述的交联剂为正硅酸乙酯。

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所 述的固化剂为二丁基二月桂酸锡。

本发明的PDMS/PVDF渗透汽化复合膜的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所 述的聚乙二醇的分子量为8000～12000。

本发明分离乙酸水溶液中的乙酸的方法，其方法是：将乙酸水溶液通过上述的 PDMS/PVDF渗透汽化复合膜进行分离。

在本发明的分离乙酸水溶液中的乙酸的方法中，其优选分离条件是：分离时的操作温 度为30℃～60℃，分离操作流速为0.014m/s～0.83m/s，分离操作时渗透汽化装置的透过侧 压力为50Pa～200Pa。