[发明专利]壳聚糖与表面改性Y型沸石杂化液体分离膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种壳聚糖与表面改性Y型沸石杂化液体分离膜的制备方法，属于有机－无机杂化液体分离膜制备技术。该方法过程包括，将NaY型沸石转化为氢型沸石，分别采用3－氨丙基三乙氧基硅烷和3－巯丙基三甲氧基硅烷对氢型沸石表面改性，得到带氨基的Y型沸石和带巯基的Y型沸石，将巯基氧化得到带磺酸根的Y型沸石，将上述改性沸石分散于乙酸水溶液中，再加入壳聚糖搅拌溶解，通过搅拌和超声分散得到铸膜液，过滤静置脱泡，在玻璃板上流延成膜，用硫酸溶液将膜交联，用去离子水洗净，真空干燥制得壳聚糖与表面改性Y型沸石杂化膜。该方法制膜原料来源丰富，价格低廉，操作简单，制得的杂化膜具有较低的甲醇渗透率，可用作直接甲醇燃料电池膜。

主权项

1.一种壳聚糖与表面改性Y型沸石杂化液体分离膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)沸石的表面改性：(1)将NaY型沸石用球磨机研磨成粒径为0.5～1μm的沸石粉，按照1.5～2g/L的比例将该沸石粉加入到浓度为1～2mol/L的NH4NO3溶液，在75～85℃下回流加热12～24小时，过滤出沸石粉用去离子水洗涤直到洗涤液呈中性，然后在110～120℃下干燥8～10小时，在500℃下恒温煅烧6小时生成氢型沸石；(2)将氢型沸石与3-氨丙基三乙氧基硅烷及甲苯按质量比为1∶2∶20混合，在105～110℃下搅拌回流反应24小时，过滤，并分别用无水乙醇和去离子水洗涤，之后在50～70℃干燥得到带有氨基的Y型沸石；(3)将氢型沸石与3-巯丙基三甲氧基硅烷及甲苯按质量比为1∶2∶20混合，在105～110℃下搅拌回流反应24小时，过滤，并分别用无水乙醇和去离子水洗涤，之后在50～70℃干燥得到带有巯基的Y型沸石，按照30g/L的比例将带有巯基的沸石加入到质量分数为30％的双氧水中，氧化24小时，使巯基氧化为磺酸基团，过滤出沸石并分别用无水乙醇和去离子水洗涤，然后按照10g/L的比例将氧化后的沸石浸泡到1mol/L的H2SO4溶液中2～3小时完全质子化，过滤，分别用无水乙醇和去离子水洗涤直到洗涤液呈中性，之后在50～70℃干燥即得到带有磺酸根的Y型沸石；2)杂化膜的制备：(1)将乙酸溶于水中配成质量浓度为2％～3％的乙酸水溶液，按照2～12g/L的比例将步骤1)制得的NH2-Y型沸石或HSO3-Y型沸石加入到乙酸溶液中，搅拌与超声交替分散得到悬浊液；(2)按照20～30g/L的比例将壳聚糖加入步骤(1)制得的悬浊液中，在60～80℃下搅拌2～3小时溶解，20～25℃下搅拌分散得到铸膜液；(3)将步骤(2)所制得的铸膜液过滤除泡，然后静置脱泡1～2小时，将铸膜液在25℃下浇在玻璃板上，干燥成膜；(4)将步骤(3)所制得的干膜在2mol/L H2SO4水溶液中进行交联24小时，交联后用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，得到硫酸交联膜；(5)将硫酸交联膜在真空干燥箱中25℃干燥24小时，挥发除去溶剂，得到壳聚糖与表面改性Y沸石的杂化膜。