[发明专利]一种磁性疏水膜、制备方法以及加油站VOCs回收方法

说明书

本发明涉及一种磁性疏水膜、制备方法以及加油站VOCs回收方法，属于气体分离技术领域。该膜主要是以聚合物为基材，通过表面修饰使其具有磁性，通过脉冲磁场的作用下，膜层会产生振动，应用于含VOCs气体的回收时，能够有效地防止空气中的灰尘引起膜污染，使膜分离过程更加稳定；同时，利用了其表面疏水化后，可以提高VOCs的透过率，使分离效率得到提高。

技术领域

本发明涉及一种磁性疏水膜、制备方法以及加油站VOCs回收方法，属于气体分离技术领域。

背景技术

目前挥发性有机物（volatile organlc compound，VOC)造成的光化学污染己成为我国部分城市面临的一个重要环境问题，城市加油站的油品蒸发是VOC排放的一个重要来源，并且油品蒸气所含的VOC物种的化学活性非常高，因此加油站VOC排放对臭氧生成的贡献率不容忽视。同时VOC物质自身具有很强的毒性，且绝大多数的加油站都位于城镇交通要道等人群相对集中地方，存在较大的潜在危险．加油站的油品蒸发还造成巨大的资源浪费和经济损失，并且随着油价的不断上涨，这部分经济损失还在继续扩大。

膜分离技术是采用对有机物具有选择性渗透的高分子膜，在一定压力下使VOC渗透而达到分离的目的。当VOC气体进入膜分离系统后，膜选择性地让VOC气体通过而被富集，脱除了VOC的气体留在未渗透侧，可以达标排放：富集了VOC的气体可去冷凝回收系统进行有机溶剂的回收。选择此种方法可以分离90%的VOC。膜分离法适用于中高浓度(VOC含量高于1×10^-3)的废气的处理。膜系统的费用与进口气体流速成正比，与VOC的浓度关系不大。

例如：CN105771563A公开了一种双膜法挥发性有机物回收方法及系统，该方法采用两种分离膜即VOCs分离膜和氮气分离膜来实现VOCs回收和达标处理双重目的。CN1363415A公开了一种脱除VOCs的聚环糊精硅橡胶渗透蒸发膜的制备方法，该方法以单体或预聚体硅橡胶溶于正庚烷、氯仿溶剂中，制备成20～70wt%的溶液，将一定量的填充剂加入到上述溶液中,混和均匀，在浓度为2～12wt%的正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸异丙酯、含氢硅油交联剂及浓度为1～3wt%的二丁基二月硅酸锡,氯酸盐催化剂的联合作用下，溶液交联固化，脱除溶剂后制成膜，再经老化和真空干燥得到填充吸附剂的硅橡胶渗透蒸发膜。

但是在对于空气中VOCs的回收来说，容易使膜表面受到空气中颗粒尘埃的污染，导致膜通量会不断下降，并且烃类物质在膜表面的渗透速率也需要进一步的提高。

发明内容

本发明提出了一种利用磁性疏水膜，该膜主要是以聚合物为基材，通过表面修饰使其具有磁性，通过脉冲磁场的作用下，膜层会产生振动，应用于含VOCs气体的回收时，能够有效地防止空气中的灰尘引起膜污染，使膜分离过程更加稳定；同时，利用了其表面疏水化后，可以提高VOCs的透过率，使分离效率得到提高。

技术方案是：

一种磁性疏水膜，包括有基膜以及其表面的磁性修饰层，所述的磁性修饰层是负载有磁性粒子的氧化钛。

所述的基膜是优先透有机物膜，所述的优先透有机物膜选自PDMS（聚二甲基硅氧烷）、PVTMS（聚乙烯基三甲基硅烷）、PVDMS (聚乙烯基二甲基硅烷)、PHMDSO（聚六甲基二硅氧烷）、PTMSP（聚三甲基硅丙炔）、PVDF（聚偏氟乙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）、PEBA（聚醚嵌段酰胺）。

所述的磁性疏水膜的表面水滴接触角是在120°以上。

磁性疏水膜的制备方法，包括如下步骤：

第1步，氧化钛溶胶的制备：按重量份计，取钛酸四丁酯20～25份、硫酸钠2～4份、水300～450份，搅拌均匀并升温至40～75℃，然后通过加入氨水调节pH至10～12，保持反应1～2h后，再加入硫酸调节pH至4～6，在35～55℃继续反应2～4h，自然冷却后进行陈化，得到氧化钛溶胶；