[发明专利]一种钙钛矿中空纤维膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种钙钛矿中空纤维膜的制备方法，该方法包括液相法制备钙钛矿A_1－xB_xC_1－yD_yO_3－δ粉体和相转化纺织技术制备钙钛矿中空纤维膜，相转化纺织技术制备钙钛矿中空纤维膜是将聚乙烯吡咯烷酮分散剂溶解在N－甲基吡咯烷酮溶剂中，再加入聚醚砜聚合物，溶解后，加入制备的钙钛矿粉体，真空脱气后，通过喷丝头进入凝胶槽中，在水中放置2～4天，通过吊式烧结的方法吊在管式炉中在1100－1500℃烧结5－24小时得到的钙钛矿中空纤维透氧膜。本发明通过“一步纺织技术”制备出有钙钛矿结构的BCFZ中空纤维膜，与现有技术所采用“多步”制备方法相比，可以省略制备钙钛矿粉体的中间步骤，大大降低制备成本。

主权项

1、一种钙钛矿中空纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：(1)液相法制备钙钛矿A1-xBxC1-yDyO3-δ粉体；按照钙钛矿化学式A1-xBxC1-yDyO3-δ的组成物摩尔比称取起始原料并加水制成溶液后混合，其中A选自Ba，Sr，Ca，Cd，Pb，Ce，Sn，La，Sm，Pr中的一种；B，C分别选自Ca，Ce，Pb，Cr，Cu，Fe，Mn，Ni，Mg，Co中的一种；D选自Zr，Ti，Ce，Zn，Sn，Bi，V，Pb的一种；0＜δ＜1，0＜x＜1，0＜y＜1；起始原料以A、B、C、D的可溶性金属盐引入；在混合溶液中加入EDTA与柠檬酸作为共同络合剂，用硝酸及氨水调节溶液的pH值为6-9，将体系在50-90℃恒温条件下搅拌成明胶体，将胶体在100-200℃固化得凝胶粉，在700-1000℃温度下焙烧2-10小时得到粉体；所述EDTA、柠檬酸与钙钛矿A1-xBxC1-yDyO3-δ粉体中A、B、C和D金属离子之和的摩尔比为1～2∶1～3∶1～2；(2)相转化纺织技术制备钙钛矿中空纤维膜；将聚乙烯吡咯烷酮分散剂溶解在N-甲基吡咯烷酮溶剂中，再加入聚醚砜聚合物，溶解后，加入步骤(1)制备的钙钛矿粉体，搅拌均匀性，注入纺织设备的料罐中，真空脱气后，在压强为100～120KPaN2驱动下，通过喷丝头进入凝胶槽中，并通过普通的自来水促进凝胶，所得到的膜在水中放置2～4天以保证其结构稳定性，自然干燥，即可得到稳定的中空纤维膜生胚，生胚通过吊式烧结的方法吊在管式炉中在1100-1500℃烧结5-24小时得到的钙钛矿中空纤维透氧膜；所述聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和聚醚砜聚合物重量比是1～2∶50～60∶12～15，加入钙钛矿粉体与有机物重量比为6～8∶3～5，所述有机物重量为聚乙烯吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮和聚醚砜聚合物重量之和。