[发明专利]一种分离膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及分离膜领域，公开了一种分离膜、该分离膜的制备方法以及该分离膜在油水分离过程中的应用。该分离膜包括基底和生长在基底上的分离层，其中，所述分离层由无机‑有机配位化合物形成，所述无机‑有机配位化合物中的无机元素选自IVB族元素，所述无机‑有机配位化合物中的有机配体为有机羧酸。本发明提供的分离膜热稳定性、化学稳定性及耐用性良好，对油水分离的性能优异。

技术领域

本发明涉及分离膜领域，具体涉及一种分离膜、该分离膜的制备方法以及该分离膜在油水分离过程中的应用。

背景技术

石油作为一种极其重要的能源，在我们的日常生活中发挥着不可替代的作用。随着科学技术的迅速发展，人们在石油的开采与提炼方面取得了巨大的进步，然而不可忽视在开采、运输、生产、使用等过程中出现的环境污染问题，因此，油水分离材料的制备与开发显得尤为重要。20世纪50年代以来，膜分离技术进入工业应用阶段，最开始受到广泛应用的是微滤膜和离子交换膜，接着反渗透、超滤、渗透气化膜也随之出现。在复杂的传统工艺面前，膜分离技术具有明显的优势：能耗低、分离效率高、几乎做到零排放；节省空间、操作简便等，膜分离技术在油水分离方面发挥着重要的作用。对于油水分离膜材料而言，一方面需要根据油水混合物中油珠的大小调节膜孔结构，进而达到油水分离的效果；另一方面，利用固体表面对液体的特殊浸润性，开发出超疏水-亲油膜和超亲水-疏油膜材料。目前，油水分离膜的开发与运用仍然面临巨大的挑战，如：膜材料的大面积制备，膜的高分离性，膜的耐用性等问题。因此获得一个制备方法简单、能够连续大面积进行制备，且分离效率高的膜是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有膜材料大面积制备困难、膜的分离性和膜的耐用性差等方面存在的问题，而提供了一种能够连续制备、方法简单，且分离效率高的分离膜及其制备方法和该分离膜在油水分离过程中的应用。

本发明的发明人经过深入研究发现，采用无机-有机配位化合物形成分离层，以无机金属为中心，有机羧酸为配体，生长在多孔载体上，形成的配位化合物的晶体尺寸均匀，在多孔载体上厚度可达纳米级到微米级，且这种分离膜的合成方法简单易行，易于分离膜的大面积生产，同时膜的热稳定性和化学稳定性良好，对油水分离的性能优异，由此完成了本发明。

本发明提供了一种分离膜，包括基底和生长在基底上的分离层，其中，所述分离层由无机-有机配位化合物形成，所述无机-有机配位化合物中的无机元素选自IVB族元素，所述无机-有机配位化合物中的有机配体为有机羧酸。

本发明还提供了一种分离膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)在基底表面形成晶种膜；

2)在所述晶种膜上二次生长形成分离层。

此外，本发明还提供了本发明的分离膜在油水分离过程中的应用。

根据本发明的分离膜，以无机金属为中心，有机羧酸为配体，生长在多孔载体上，形成的配位化合物的晶体尺寸均匀，在多孔载体上厚度可达纳米级到微米级，同时该分离膜的制备方法简单易行、可大面积生产，且该分离膜的热稳定性和化学稳定性良好，对油水分离的性能优异。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为实施例1合成的Zr-H₂BDC晶种的X-射线衍射谱图；

图2为实施例1合成的Zr-H₂BDC晶种的透射电子显微镜谱图；

图3为实施例1合成的Zr-H₂BDC膜的X-射线衍射谱图；

图4为实施例1合成的Zr-H₂BDC膜的扫描电子显微镜谱图；

图5为实施例1合成的Zr-H₂BDC膜的水下油接触角；