[发明专利]一种制备催化膜的装置及方法

权利要求书

1.一种制备催化膜的装置，由膜组件(10)、泵(14)和原料液槽(2)组成：其中膜组件(10)由内管(6)和外管(7)组成，内管(6)内放置陶瓷膜管(5)，并用密封圈(9)与上封头(8)、密封圈(11)与下封头(13)分别密封，内管(6)的下侧和上侧分别开有进料口(G)和出料口(H)，下封头(13)底部开有进料口(F)，上封头(8)顶部开有出料口(I)，外管(7)的下侧和上侧分别开有水浴或油浴进口(C)和水浴或油浴进口出口(D)，原料液槽(2)外设有水浴或油浴保温夹套(3)，夹套的下侧和上侧分别开有水浴或油浴进口(A)和水浴或油浴出口(B)，原料液槽顶部设有三个孔，原料液槽下侧设有原料液槽出料口(E)；其中：原料液槽的水浴或油浴出口(B)与外管(7)的下侧的水浴或油浴进口(C)相连；原料液槽的出料口(E)与泵(14)相连，泵(14)连接流量计(12)，之后分为两个支路：第一个支路与阀门(K)连接，阀门(K)与内管的进料口(G)连接，上封头出料口(I)通过阀门(L)与原料液槽相连接；第二个支路与阀门(J)相连接，阀门(J)与下封头进料口(F)相连接，内管(6)的出料口(H)通过阀门(M)与原料液槽相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的泵(14)为蠕动泵或离心泵。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的原料液槽底部设有搅拌子(1)；原料液槽顶部设有三个孔，其中左右两边的孔为进料循环液口，中间的孔用于放置温度计(4)。

4.一种利用如权利要求1所述的装置制备催化膜的方法，用泵将含有催化活性组分的盐溶液循环流经陶瓷膜，活性组分吸附于陶瓷膜管表面及孔道中，此过程为陶瓷膜管的浸渍阶段，再经还原负载于陶瓷膜管表面及孔道中的活性盐组份后制备出催化膜，其具体步骤为：

A.首先将阀门(K)和(L)打开，关闭阀门(M)和(J)，启动泵(14)，将放置在原料液槽(2)中的催化活性组分盐溶液打入内管进料口(G)进入内管(6)与陶瓷膜管(5)的环隙，然后流经陶瓷膜管的孔道进入到陶瓷膜管的内管中空部位，通过上封头出料口(I)回到原料液槽(2)中；

或者为：首先打开阀门(M)和(J)，关闭阀门(K)和(L)，催化活性盐组份溶液通过下封头进料口(F)进入到陶瓷膜管的内管中空部位，然后流经陶瓷膜管的孔道进入到内管(6)与陶瓷膜外壁的环隙，通过内管出料口(H)回到原料液槽(2)中；

 B.按A.过程相同的操作步骤，循环流动还原剂溶液，还原活性组分，然后用去水清洗整个管路及催化膜。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的泵(14)采用蠕动泵或离心泵进料，通过调节泵的转速控制流体流速，其中出料流速为0.01L/min～0.5L/min。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的陶瓷膜管为氧化铝膜、氧化锆膜、氧化硅膜或氧化钛膜；陶瓷膜管的平均孔径为2nm～10μm。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的活性盐组份是镍、钯、铂、铑或钌，其浓度在0.01mol/L～1mol/L之间。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的浸渍阶段的浸渍时间为1～100h；浸渍温度为-20℃～100℃。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述的还原剂溶液为水合肼，其浓度在0.01mol/L～1mol/L之间；还原剂溶液的温度在-20℃～100℃；还原时间在1～50h。

10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：制备好的催化膜用去离子水清洗1-10次。