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发明名称 一种壳聚糖/合成类水滑复合渗透膜及其制备方法和应用
专利号 ZL 2009 1 0020662.4
专利类型 发明专利
授权时间 2013-06-12
技术背景 [0003]    《膜科学与技术》公开了清华大学陈翠仙等人采用PDMS膜渗透‑蒸发脱除汽油模拟组分正辛烷中所含的噻吩硫。 [0004]    《膜科学与技术》公开了李继定等人利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)/聚丙烯腈(PAN)复合膜作为渗透‑‑蒸发膜脱除汽油中的芳香性含硫化合物噻吩及烷基取代噻吩。 [0005]    《J.Mebrane Sci 2008,311,23》公开得徐南平等人利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、陶瓷(ceramic)复合膜作为渗透‑蒸发膜分离的构件从生物发酵产物中分离出乙醇。结果表明由匹配最好PDMS溶液和陶瓷支撑层得到的复合膜,最大渗透通量为12.95kg/m2·h。 [0006]    《J.Mebrane Sci 2008,322,293》董晓等人制备了聚二甲基硅氧烷(PDMS)/M2+Y沸石杂合膜,采用渗透‑蒸发技术脱除汽油中噻吩类含硫化合物在膜中M2+Y沸石的含量为5.0wt%时,原料中硫含量为500ppm渗透通量为3.26kg/m2·h。 [0007]    《J.Mebrane Sci 2007,297,262》公开了王海东等人制备了壳聚糖 (CS)、β环糊精(β‑CD)复合膜,该膜对于色氨酸对映体具有高的渗透选择性。但是,由于该复合膜受β环糊精疏水性空腔的的限制,致使渗透通量小,用于汽油脱硫时,效果不佳。 [0008]    目前所公开的渗透膜由于渗透通量较小,对有机硫化物分离效果不够高,均不能使汽油中的硫含量降低到小于120ppm的水平。 [0009]    为了克服现有渗透膜脱硫效果不够理想,特别是对噻吩类有机含硫化合物脱除效果不高的缺点,本发明人研制了一种由高亲水性生物大分子多糖类化合物壳聚糖与合成的层状结构的类水滑石复合而成的复合膜。该膜作为渗透‑蒸发膜分离装置构件特别适用于极性不同的组分的分离。
权利要求

一种壳聚糖/合成类水滑石复合膜,用作渗透蒸发膜分离装置的模件,其特征在于复合膜组分包括壳聚糖、合成类水滑石、丁二醛和醋酸纤维素;吸附有交联壳聚糖的合成类水滑石复合膜具有吸附浓集极性有机化合物、控制其在膜中渗透扩散的作用,是主要的功能模件,丁二醛为交联材料,醋酸纤维素为膜材料的支撑层;

各组分用量的重量份数为:

所说的壳聚糖为脱乙酰度为75‑85%的,分子量为8000‑15000的低分子的壳聚糖;所说的合成类水滑石为分子式为Fe0.87Mg2.60(Al(OH)10.2Cl0.6)的六边形层状结晶颗粒的层状类水滑石化合物,平均粒径201.9nm,层状结晶平均厚度35nm,层间距0.76nm,层间通道高度0.50nm,比表面积1820m2/g,零电荷点10.35,等电点11.23;其特征X射线衍射角分别为10.2(°)22.5(°)34.6(°)59.8(°),特征峰d值分别为0.776nm0.387nm0.258nm0.232nm

如权利要求1所述的复合膜的制备方法,其特征在于:将2‑10重量份的壳聚糖溶解在3wt%醋酸水溶液中,在不断搅拌下加入70‑80重量份的合成类水滑石细粉,搅拌2小时;在室温下加0.8‑3.6重量份的25wt%的丁二醛溶液,使壳聚糖发生交联反应,得到表面涂有交联壳聚糖膜的合成类水滑石悬浮液;将15%的醋酸纤维素溶液涂在玻璃基片表面上,在100℃下烘干,得到15‑32μm的支撑层;再将制备好的表面涂有交联壳聚糖膜的合成类水滑石悬浮液旋涂在醋酸纤维素支撑层上,60℃下烘干,得到总膜厚度为25‑62μm的膜,从玻璃基片表面上剥离下来,即为复合膜。

如权利要求1所述的复合膜的应用,其特征在于:膜分离装置的模件,采用膜渗透蒸发分离过程,脱除原料油品中的有机含硫化合物。

如权利要求3所述的复合膜的应用,其特征在于所述的原料油品是轻质石脑油、催化裂化轻汽油、催化裂化重质汽油和/或焦化液态烃类混合物;所述含硫化合物是硫醇类、硫醚类和/或噻吩类硫化物。

如权利要求4所述的复合膜的应用,其特征在于:所说的脱除原料油品中的有机含硫化合物的方法为渗透蒸发分离方法。

如权利要求45所述的复合膜的应用,其特征在于:所说的脱除原料油品中的有机含硫化合物的主要工艺条件如下:

如权利要求1所述的复合膜,其特征在于所说的合成类水滑石的制备方法如下:

MgCl2·6H2OAlCl3·6H2OFeCl3·6H2O0.8∶3∶1的摩尔比配制成混合溶液,在不断搅拌下加入共沉淀剂氨水,调节溶液的pH值为9.8,共沉淀生成,陈化1.5小时,过滤洗涤;将滤饼密闭在玻璃容器中,温度保持在72‑80℃之间胶溶12小时,得到分子式为Fe0.87Mg2.60(Al(OH)10.2Cl0.6)的六边形层状结晶颗粒的层状类水滑石化合物。


附图说明
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