[发明专利]一种聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚偏氟乙烯‑铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜，属于膜吸收领域。本发明基于SO₂在膜孔中的传递主要以浓度差作为推动力，引入铜氧/氢氧化物@4A沸石，氧化铜为路易斯酸，SO₂能够较弱地吸附在路易斯酸位置上，较强烈的吸附在表面O^2‑位上，在浓度梯度作用下，铜氧/氢氧化物@4A沸石对二氧化硫进行吸附‑解吸的过程，将其引入到高分子膜中，促进SO₂的传递，降低SO₂在膜中的传质阻力，提高脱硫效率。数据表明，本发明提供的聚偏氟乙烯‑铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜的气通量为18.5～155.8m³·m^‑2·h^‑1，SO₂吸收通量为5.02×10^‑4～6.86×10^‑4mol·m^‑2·s^‑1。

技术领域

本发明涉及膜吸收技术领域，尤其涉及一种聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜及其制备方法和应用。

背景技术

SO₂为一种主要的大气污染物，其减排控制引起人们的广泛关注。传统的脱硫技术主要湿法、干法、半干法，但均存在一定的缺点，如系统复杂、占地面积大、设备易结垢堵塞等问题。膜法烟气脱硫是将膜分离与气体吸收相结合的一种新型脱硫技术。膜作为气液两相的屏障，能有效地避免鼓泡、泛液等现象的发生。此外，膜法烟气脱硫具有操作灵活、气液相独立、传质面积大、占地面积小等优点，具有广阔的发展前景。

现有的膜法烟气脱硫主要膜材料为聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)，膜材料对SO₂无选择性，并对SO₂的传递有一定的传质阻力。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜及其制备方法和应用。本发明以聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石为共混膜，实现了对SO₂的选择性，同时提高了脱硫效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜，所述共混膜包括聚偏氟乙烯基膜和分散在所述基膜中的铜氧/氢氧化物@4A沸石，所述铜氧/氢氧化物@4A沸石以4A沸石为核，以铜氧/氢氧化物为壳。

优选地，所述聚偏氟乙烯与铜氧/氢氧化物@4A沸石的质量比为(0.8～0.6)：(0.2～0.4)。

优选地，所述聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜的厚度为10～130μm。

优选地，所述聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜的气通量为18.5～155.8m³·m^-2·h^-1，SO₂吸收通量为5.02×10^-4～6.86×10^-4mol·m^-2·s^-1。

本发明还提供了上述技术方案所述聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将pH为1.00～5.00的可溶性铜盐溶液与4A沸石发生反应，得到铜氧/氢氧化物@4A沸石粉末；

(2)将PVDF铸膜液与所述步骤(1)得到的铜氧/氢氧化物@4A沸石粉末混合，得到共混膜铸膜液，所述PVDF铸膜液包括PVDF、成孔剂和N,N-二甲基乙酰胺；

(3)将所述步骤(2)得到的共混膜铸膜液依次进行刮膜和浸没沉淀相转化成膜，得到聚偏氟乙烯-铜氧/氢氧化物@4A沸石共混膜。

优选地，所述步骤(1)可溶性铜盐溶液中的铜离子与4A沸石的质量比为(0.02～5):1。