[发明专利]一种用于有机气体净化回收的多层复合膜的制备方法

说明书

本发明属于有机气体膜分离领域，涉及一种用于有机气体净化回收的多层复合膜的制备方法，多层复合膜的制备方法为：由成膜聚合物的有机溶剂铸膜液，采用两侧均可刮膜的刮刀在聚酯无纺布支撑层双面刮膜，制得双层聚合物多孔基底膜；由含有聚二甲基硅氧烷(PDMS)、交联剂和催化剂的涂敷液，采用两侧均可刮膜的刮刀在双层聚合物多孔基底膜双面覆膜，制得涂覆了双层PDMS功能层的复合膜；对制得的复合膜进行活化处理后置于有机硅烷单体的有机溶剂中自组装获得双层有机硅超薄皮层，制得用于有机气体净化回收的多层复合膜。所制膜的有机气体分离选择性高、耐水蒸汽和耐溶胀性好，制膜方法简便以操作，适用于工业化规模生产。

技术领域

本发明涉及有机气体分离复合膜，更具体地涉及一种用于有机气体净化回收的多层复合膜的制备方法。

背景技术

气体膜分离是混合气体中的各组分在膜两侧不同分压差的作用下以不同的渗透速率透过膜，从而使气体得到分离和纯化的一种膜分离过程。气体膜分离应用研究始于20世纪50年代初，60年代，Leob等研制出了第一张醋酸纤维素非对称膜，为制备高渗透通量分离膜奠定了基础。70年代，Henis在非对称膜基础上研发了阻力复合膜将硅橡胶涂在非对称高分子基膜上，得到了渗透通量和选择性都很好的气体分离膜，实现了气体膜分离的飞跃。

随着气体膜分离技术的发展，其应用领域不断扩大，气体膜分离技术也已从较成熟的常量、永久性气体(如O₂、N₂和H₂等)分离技术向有微量、有机可凝性气体参与的过程发展。近十年来，气体分离膜的应用已经逐步扩展到含有大量烃类的有机可凝气体分离体系，如炼厂气分离、火炬气回收、油田伴生气净化、天然气净化、加油站和油库油气回收、有机硅、有机氟尾气回收等含烃气体的有机分离体系。分离体系的扩展使得对气体分离膜提出了更高要求：所使用的膜对有机可凝气体有更好的透过性；因烃类组分具有塑化作用，对膜的耐溶胀性能要求加强；有机体系的组分多样性增加，对膜的选择性也提出更高的要求。

制备复合膜的方法有很多，主要有界面聚合、溶液浇铸、溶液浸涂或喷涂，此外还有等离子聚合、水面展开法等，目前常用的复合形式为溶液浸涂法：选择具有多孔结构的支撑膜为支撑层，将涂层聚合物溶解在溶剂中配制成涂膜液，将涂膜液涂敷在多孔支撑膜上，待涂膜液中的溶剂蒸发后，即在表层上形成涂层。制备硅橡胶复合膜广泛使用的涂层材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)，由于超薄化困难，而且在涂覆的过程中由毛细管力作用引起的孔渗现象，使聚二甲基硅氧烷在多孔膜表面形成无缺陷的皮层较难；若涂层有效厚度增加，使分离功能层传质阻力增大，影响复合膜的分离选择性。

发明内容

为了克服现有技术中有机气体分离复合膜制备技术中的不足，本发明提供了一种新型高性能有机气体净化回收多层复合膜的制备方法，所制备的膜既能弥补有机气体分离PDMS膜的缺陷，又能在有机气体分离回收中表现较高的选择透过性，同时具备耐水蒸气、耐有机溶剂的性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种两侧均可刮膜的刮刀，其特征在于，包括平行排列的刮膜刀片1和两个刀片间距调节螺杆2，所述刀片间距调节螺杆2固定连接于两个刮膜刀片1的两端。

一种用于有机气体净化回收的多层复合膜的制备方法，应用上述刮刀，具体制备过程为：

步骤1、双层聚合物基底膜制备：将聚合物膜材料和聚乙烯吡咯烷酮与有机溶剂混合，搅拌一段时间，过滤、抽真空脱泡得到铸膜液；然后将聚酯无纺布浸渍于铸膜液中一段时间；

将刮刀在刮膜机上安装、固定好，牵引浸渍过铸膜液的聚酯无纺布从两个刮膜刀片1中间抽出，然后分别在上、下刮膜刀片1与聚酯无纺布之间塞入相同尺寸的垫片，调整并固定刀片间距调节螺杆2，使聚酯无纺布两侧刮膜尺寸相同；