CN105169959B - 一种快速环保制备致密分离膜的方法 - Google Patents
一种快速环保制备致密分离膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105169959B CN105169959B CN201510426632.9A CN201510426632A CN105169959B CN 105169959 B CN105169959 B CN 105169959B CN 201510426632 A CN201510426632 A CN 201510426632A CN 105169959 B CN105169959 B CN 105169959B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- liquid
- psf
- spray
- pdms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
一种快速环保制备致密分离膜的方法，属于膜分离技术领域。所述方法包括：将多孔基膜固定于旋转的载膜台上，并使多孔基膜的膜面温度为60‑200℃；分别将液态低聚物和固化剂溶液以雾化方式喷涂在多孔基膜表面，使液态低聚物在多孔基膜表面发生原位交联反应，得到致密、无缺陷的分离膜。本发明提供的方法操作简便、极大地缩短了成膜时间，提高了制膜效率；且绿色、环保，具有普适性，易于规模化制备和应用。
Description
技术领域
本发明属于膜分离技术领域，特别涉及一种快速环保制备致密分离膜的方法。
背景技术
当前，膜技术已成为解决人类面临的水资源、能源、环境和传统产业改造等领域重大问题的共性技术之一。尤其是基于致密、无缺陷分离层的有机聚合物膜材料，可以对特定的离子和分子进行高效的筛分和分离，在气体分离、物料分离和水处理等多领域具有巨大的应用潜力。此外，由于其取材广泛、单位面积制造成本低廉、组件装填密度大等优点，更易于工业放大和商业化的应用。
目前，绝大多数的有机聚合物致密分离膜材料都是由传统的刮膜法、浸渍法制备。在制膜过程中，需要经聚合物的溶解和脱泡(铸膜液的配制)、铸膜液在多孔基膜上的刮涂过程、溶剂的挥发、后处理等多步操作才能完成，过程极其复杂；且整个过程需要持续几小时到十几个小时，甚至几天才能制得致密分离膜，耗时多，成膜效率极低；在膜液的刮涂过程中也存在人为因素，由此可导致基膜表面形成的分离层厚度不均，易产生缺陷，所制备的膜结构和性能不稳定，重复性差；此外，传统方法一般采用固态或高黏度的高聚物作为致密分离层的交联主体，且高聚物在有机溶剂(如正庚烷、甲苯、三氯甲烷、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、吡咯烷酮等)中溶解是获得致密分离层的关键，因此这些有毒有害溶剂的大量使用和挥发会对环境造成严重的二次污染，并对制膜工人的健康造成严重危害。
喷涂技术，是将料液通过机械雾化作用以一定速度喷射沉积到支撑体表面形成涂层的方法。该方法可使料液均匀地分布于支撑体表面，通过调节喷涂的次数可控制涂层的厚度，是表面过程技术的重要组成部分之一。喷涂技术也可用于致密分离膜的制备。例如，张国俊等(CN102698613A，CN102512980A，CN102698612A，CN103182251B)借助喷涂技术发明了多种致密分离膜自动喷涂装置和方法，并成功制备出系列具有不同选择性分离层的致密膜。但发明人发现，这些发明装置虽然在一定程度上简化了制膜过程，但仍然需要高聚物的溶解步骤和后处理，因此，要形成致密分离层仍需较长时间(几个小时)，且聚合物的溶解也要用到大量有机溶剂；为此，张国俊等(CN201310654128)又发明了 一种环境友好优先透醇复合膜的制备装置及方法，在该方法中，虽然使用液态低聚物成膜可减少有机溶剂的环境污染，但聚合物的后交联时间长达6～20h，制膜效率需进一步提升。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种快速环保制备致密分离膜的方法。具体技术方案如下：
一种快速环保制备致密分离膜的方法，包括：
步骤a、将多孔基膜固定于旋转的载膜台上，并使所述多孔基膜的膜面温度为60-200℃。
步骤b、分别将液态低聚物和固化剂溶液以雾化方式喷涂在所述多孔基膜表面，使所述液态低聚物在所述多孔基膜表面发生原位交联反应，得到致密分离膜。
所述固化剂溶液用于使所述液态低聚物发生所述原位交联反应。
具体地，所述固化剂溶液为用于使所述液态低聚物发生所述原位交联反应的交联剂、交联剂与催化剂的混合物或用于引发所述液态低聚物进行所述原位交联反应的引发剂。
进一步地，所述方法还包括：在进行所述步骤a之前，对所述多孔基膜进行堵孔预处理，使所述多孔基膜的内部孔道充满去离子水，且表面保持干燥状态。
具体地，所述多孔基膜选自有机聚合物膜、无机膜或有机/无机杂化膜，且平均孔径为0.001-100μm。
具体地，作为优选，所述载膜台的旋转速度大于等于60rpm。
具体地，所述液态低聚物选自硅油、环氧树脂、不饱和聚酯、低分子量聚醚、聚脲、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯多元醇、苯乙烯中的至少一种。
具体地，作为优选，所述交联剂选自正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸丁酯、二乙氧基硅烷、含氢聚硅氧烷、二甲基硅烷、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；
所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、三丙基氧化锡、二丙基氧化锡、氯铂酸中的至少一种；
所述引发剂选自过氧化苯酰和/或过氧化甲乙酮。
作为优选，所述固化剂溶液采用环境友好型溶剂，所述环境友好型溶剂选自 去离子水和/或乙醇；
所述固化剂溶液中，所述交联剂和所述催化剂质量浓度分别为1％-30％和0.1％-5％。
具体地，作为优选，所述步骤b中，在相对湿度低于60％的环境中，通过采用压力喷枪分别将所述液态低聚物和所述固化剂溶液喷涂在所述多孔基膜表面；
所述液态低聚物的黏度为常温下低于500mPa·s。
具体地，作为优选，所述压力喷枪的喷嘴与所述多孔基膜的中心对应设置；控制所述喷嘴与所述多孔基膜中心之间的距离为20-80cm。
具体地，作为优选，所述液态低聚物和所述固化剂溶液的喷涂次数均为1-10次；每次的喷涂时间均为1-10s；每循环一次喷涂过程的时间间隔为0-120s。
具体地，作为优选，控制喷涂速度为2-3ml/s，喷涂压力为0.2-0.4MPa。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的快速环保制备致密分离膜的方法，通过将液态低聚物和使其交联固化的固化剂溶液喷涂在60-200℃的多孔基膜表面，使两者发生原位交联反应，在多孔基膜表面形成一层与其紧密结合的致密分离层，从而得到本发明期望的致密无缺陷且分离性能优异的致密分离膜。一方面，本发明实施例通过采用喷涂方式在60-200℃的温度下进行原位交联反应，有效缩短了致密分离膜的制备时间，使其缩短至8-350s，提高了致密分离膜的制备效率。另一方面，本发明实施例通过直接采用液态低聚物制备致密分离膜，避免了使用有毒有害溶剂，减少了环境污染，更加安全环保。
进一步，本发明实施例提供的方法还包括：在进行步骤a之前，对多孔基膜进行堵孔预处理，使多孔基膜的内部孔道充满去离子水，且表面保持干燥状态。通过对多孔基膜进行堵孔预处理，不仅使该多孔基膜的膜孔内的有机污染物溶解出来，还可防止所喷涂的液态低聚物渗入膜孔(在喷涂加热过程中，膜孔内的水会蒸发形成压力阻止喷涂的高压材料进入孔道)，保证多孔基膜表面形成的分离层具有较薄的厚度，提高所制备的致密分离膜的膜通量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明实施例3所制备的羟基封端的PDMS/PSf致密分离膜表面扫描电镜图(1-1)及断面扫描电镜图(1-2)；多孔PSf基膜表面扫描电镜图(1-3)及断面扫描电镜图(1-4)；
图2：本发明实施例7所制备的乙烯基封端的PDMS-PMHS/PSf致密分离膜表面扫描电镜图(2-1)及断面扫描电镜图(2-2)；
图3：本发明实施例14所制备的PU/PSf致密分离膜表面扫描电镜图(3-1)及断面扫描电镜图(3-2)；
图4：本发明实施例15所制备的UPR/PSf致密分离膜表面扫描电镜图(4-1)及断面扫描电镜图(4-2)。
扫描电镜图采用Hitachi S-4300型扫描电子显微镜(SEM)观察和测定。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种快速环保制备致密分离膜的方法，包括以下步骤：
步骤a、将多孔基膜固定于旋转的载膜台上，并使多孔基膜的膜面温度为60-200℃。
步骤b、分别将液态低聚物和固化剂溶液以雾化方式喷涂在多孔基膜表面，使液态低聚物在多孔基膜表面发生原位交联反应，得到无缺陷的致密分离膜。其中，所使用的固化剂溶液用于使液态低聚物发生原位交联反应。
本发明实施例提供的快速环保制备致密分离膜的方法，通过将液态低聚物和使其交联固化的固化剂溶液喷涂在60-200℃的多孔基膜表面，使两者发生原位交联反应，在多孔基膜表面形成一层与其紧密结合的致密分离层，从而得到本发明期望的致密无缺陷且分离性能优异的致密分离膜。一方面，本发明实施例通过采用喷涂方式在60-200℃的温度下进行原位交联反应，有效缩短了致密分离膜的制备时间，使其缩短至8-350s，提高了致密分离膜的制备效率。另一方面，本发明实施例通过直接采用液态低聚物制备致密分离膜，避免了使用有毒有害溶剂，减少了环境污染，更加安全环保。
本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例所用固化剂溶液具有能够使液态低聚物进行原位交联反应的功能。根据所使用的液态低聚物的不同，所使用的固化剂溶液也相应不同。举例来说，该固化剂溶液可以为用于使液态低聚物发生原位交联反应的交联剂，或者进一步可以为该交联剂与能够催化原位交联反应的催化剂的混合物，或者还可以为用于引发液态低聚物进行原位交联反应的引发剂。
作为优选，该固化剂溶液中采用环境友好型溶剂，以提高固化剂溶液的分散度。具体地，该环境友好型溶剂选自去离子水和/或乙醇。进一步地，当固化剂溶液中含有环境友好型溶剂时，其中所含交联剂和催化剂质量浓度分别优选为1％-30％和0.1％-5％，如此设置，可使液态低聚物和交联剂交联反应更加完全，所制备的分离膜更致密。
具体地，上述交联剂可以选自正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸丁酯、二乙氧基硅烷、含氢聚硅氧烷、二甲基硅烷、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；上述催化剂可以选自二月桂酸二丁基锡、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、三丙基氧化锡、二丙基氧化锡、氯铂酸中的至少一种；上述引发剂可以选自过氧化苯酰、过氧化甲乙酮中的至少一种。
此外，本发明实施例所用的液态低聚物为本领域常见的，在常温常压下为液体状态的有机聚合物。作为优选，本发明实施例中，液态低聚物可以为选自硅油、环氧树脂、不饱和聚酯、低分子量聚醚、聚脲、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯多元醇、苯乙烯中的至少一种。上述液态低聚物的类型均为本领域常见的化工原料，可以通过市购得到。例如，硅油可以为端羟基硅油、端乙烯基硅油、甲基硅油、或者三者的任意组合。
根据前述，当固化剂溶液的类型随着液态低聚物的种类而变化。举例来说，当液态低聚物为聚酯多元醇时，可以使用交联剂六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂溶液；当液态低聚物为端羟基硅油时，可以使用交联剂正硅酸乙酯以及催化剂二月桂酸二丁基锡的混合物作为固化剂溶液；当液态低聚物为不饱和聚酯时，可以使用引发剂过氧化甲乙酮作为固化剂溶液。
以下将对本发明实施例的具体操作步骤进行具体描述及优选：
进一步，本发明实施例提供的方法还包括：在进行步骤101之前，对多孔基 膜进行堵孔预处理，使多孔基膜的内部孔道充满去离子水，且表面保持干燥状态。通过对多孔基膜进行堵孔预处理，不仅使该多孔基膜的膜孔内的有机污染物溶解出来，还可防止所喷涂的液态低聚物渗入膜孔，保证多孔基膜表面形成的分离层具有较薄的厚度，提高所制备的致密分离膜的膜通量。
具体地，对该多孔基膜所进行的堵孔预处理具体操作步骤如下：首先将多孔基膜浸渍于乙醇溶剂中1-3小时，然后将其放入充满去离子水的抽滤瓶中，真空抽滤5-10小时后取出放置于空气中，使多孔基膜表面水挥发完全。
其中，本发明实施例中，所用多孔基膜选自平均孔径为0.001-100μm的有机聚合物膜、无机膜或有机/无机杂化膜。举例来说，该有机聚合物膜可以为聚砜膜、聚碳酸酯膜、聚乙烯膜、聚醚砜膜、聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚六氟丙烯膜、壳聚糖膜等；该无机膜可以为氧化锆膜、氧化锌膜、氧化铝膜等；该有机/无机杂化膜可以为聚砜/SiO2膜、聚砜/MOF(金属有机骨架)膜、聚砜/分子筛膜、聚偏氟乙烯/SiO2膜等。本领域技术人员可以理解的是，本领域常见的其他纳滤膜、超滤膜、微滤膜等也可作为本发明实施例期望的多孔基膜。
具体地，步骤b中，优选使用黏度低于500mPa·s的液态低聚物，如此设置，不仅可保证喷涂过程顺利实施，且喷涂的雾化效果好，利于形成致密无缺陷的分离膜。举例来说，该液态低聚物的黏度可以为0-50mPa·s，50-100mPa·s，100-500mPa·s，或者150-300mPa·s，或者200-400mPa·s等。进一步举例来说，该黏度可以为50mPa·s，100mPa·s，150mPa·s，200mPa·s，250mPa·s，300mPa·s，350mPa·s，400mPa·s，450mPa·s或者500mPa·s。
此外，步骤a中，通过将多孔基膜放置在旋转的载膜台上，以便于所喷涂的液态低聚物和固化剂溶液能够在多孔基膜表面均匀分配。首先，基于本领域常用的载膜台的形状，该多孔基膜优选为直径15-20cm的圆片状，以避免多孔基膜不必要的浪费。其次，为了使所喷涂的液态低聚物在多孔基膜表面分布更加均匀，以形成致密无缺陷的分离膜，且避免过多的能耗产生，该载膜台的旋转速度优选大于等于60rpm。例如，其可以为60-100rpm、60-200rpm、60-300rpm、60-400rpm、60-500rpm、60-600rpm。进一步举例来说，该旋转速度可以为60rpm、100rpm、150rpm、200rpm、250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、450rpm、500rpm、550rpm、600rpm等。
进一步地，该多孔基膜的膜面温度为60℃-200℃，举例来说，其可以为60℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃等。通过对多孔基膜表面的膜面温度进行如上限定，可使所喷涂的液态低聚物与其固化剂溶液快速地发生交联反应，不仅可在多孔基膜表面形成致密的分离层，还可缩短成膜时间，提高制膜效率。若多孔基膜表面温度低于60℃，交联反应进行缓慢，高于200℃则会破坏刚形成的致密的分离层。
进一步地，上述多孔基膜的膜面温度可通过多种方式来实现，例如可以选用高温烤灯照射，该高温烤灯选自浴霸取暖灯、红外线烤灯或紫外线烤灯中的至少一种。
步骤b中，为了便于在多孔基膜上实施喷涂过程，通过采用压力喷枪分别将液态低聚物和固化剂溶液以雾化方式喷涂在多孔基膜表面。可以理解的是，该压力喷枪包括用于喷涂液态低聚物的喷枪和用于喷涂固化剂溶液的喷枪。相应地，上述喷涂的具体实施方式可以为同时喷涂液态低聚物和固化剂溶液，或者交替喷涂液态低聚物和固化剂溶液(即喷涂一次液态低聚物，随后再喷涂一次固化剂溶液，然后再依次交替喷涂即可)。
为了形成致密且无大孔缺陷的分离层，步骤b应在环境湿度小于等于60％的条件下实施。例如，该环境湿度可以为10％-60％、30％-50％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、55％、58％等。
当采用压力喷枪进行上述喷涂时，该压力喷枪的喷嘴与多孔基膜的中心对应设置，且控制喷嘴与多孔基膜中心之间的距离为20-80cm，如此设置，可使所喷涂的液态低聚物雾化效果达到最佳，且在多孔基膜表面分布更均匀。
其中，液态低聚物和固化剂溶液的喷涂次数、每次的喷涂时间及每循环一次的间隔时间完全由逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)实现自动控制。
具体地，作为优选，液态低聚物和固化剂溶液的喷涂次数均为1-10次，从而使分离膜的分离层具有较薄的厚度，减小阻力，提高渗透通量，同时保证分离膜的分离层的致密性；每次喷涂时间均为1-10s，喷涂时间过长不仅浪费原料，还起不到喷涂的雾化效果。
每循环一次喷涂过程的时间间隔为0-120s，在该时间间隔内，可保证上一次 喷涂的液态低聚物和固化剂溶液反应完全。其中，上述“每循环一次喷涂过程”指的时分别喷涂一次液态低聚物和固化剂溶液作为一个循环过程。
具体地，作为优选，液体低聚物和固化剂溶液的喷涂速度为2-3ml/s，喷涂压力为0.2-0.4MPa。对此限定可使喷涂液体低聚物和固化剂溶液的雾化效果达到最佳。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端羟基的PDMS(黏度为100mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基锡，环境友好型溶剂为乙醇，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的端羟基的PDMS直接置于容器中待用；将质量浓度为10％的正硅酸乙酯和质量浓度为1％的二月桂酸二丁基混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于高温烤灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端羟基PDMS及其正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端羟基PDMS时间为3s，喷涂一次正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为1次，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端羟基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(8s)，进而形成致密的端 羟基PDMS/PSf分离膜。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力为200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量711g/m2h，透过液中乙醇含量33.3wt.％，分离因子4.5。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜用于气体分离性能测试，浓缩空气中的氧气。测试条件为：进料气体为25℃氧气/氮气混合物(氧气为20.9％)，由空气压缩机提供，膜有效面积为50.24cm2，膜两侧压差为200kPa。
测得的气体分离分离性能为：气体渗透通量为28.57L/min m2，透过侧氧气浓度为22.9％。
实施例2
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端羟基的PDMS(黏度为100mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基锡，环境友好型溶剂为乙醇，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的端羟基的PDMS直接置于容器中待用；将质量浓度为10％的正硅酸乙酯和质量浓度为1％的二月桂酸二丁基混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于高温烤灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端羟基的PDMS及其正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端羟基的PDMS时间为3s，喷涂一次正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为3次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端羟基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(84s)，进而形成致密的端羟基PDMS/PSf分离膜。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量556g/m2h，透过液中乙醇含量44.4wt.％，分离因子7.2。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜用于气体分离性能测试，浓缩空气中的氧气。测试条件为：进料气体为25℃氧气/氮气混合物(氧气为20.9％)，由空气压缩机提供，膜有效面积为50.24cm2，膜两侧压差为200kPa。
测得的气体分离分离性能为：气体渗透通量为21.38L/min m2，透过侧氧气浓度为24％。
实施例3
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端羟基的PDMS(黏度为100mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基锡，环境友好型溶剂为乙醇，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的端羟基的PDMS直接置于容器中待用；将质量浓度为10％的正硅酸乙酯和质量浓度为1％的二月桂酸二丁基混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于高温烤灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端羟基的PDMS及其正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端羟基的PDMS时间为3s，喷涂一次正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶 液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端羟基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端羟基PDMS/PSf分离膜。
SEM照片显示(图1)，对比PSf基膜表面的多孔结构(图1-3)，端羟基的PDMS分离层致密无缺陷(图1-1)；对比PSf基膜的断面结构(图1-4)，端羟基的PDMS分离层厚度为8μm(图1-2)
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化性能测试，回收水溶液中小分子有机物。测试条件为：进料温度分别为60℃的3wt.％乙醇/水体系、10wt.％乙醇/水体系、3wt.％正丙醇/水体系、3wt.％异丙醇/水体系、3wt.％正丁醇/水体系、3wt.％异丁醇/水体系、3wt.％丙酮/水体系、3wt.％乙酸乙酯/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游侧压力为200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：3wt.％乙醇/水体系渗透通量为320.33g/m2h，透过液中乙醇含量31.2wt.％，分离因子14.66；10wt.％乙醇/水体系渗透通量为521.00g/m2h，透过液中乙醇含量50.30wt.％，分离因子9.11；3wt.％正丙醇/水体系渗透通量为416.67g/m2h，透过液中正丙醇含量40.7wt.％，分离因子22.19；3wt.％异丙醇/水体系渗透通量为325.76g/m2h，透过液中异丙醇含量36.95wt.％，分离因子18.95；3wt.％正丁醇/水体系渗透通量为526.52g/m2h，透过液中正丁醇含量45.3wt.％，分离因子26.78；3wt.％异丁醇/水体系渗透通量为589.39g/m2h，透过液中异丁醇含量49.9wt.％，分离因子32.20；3wt.％丙酮/水体系渗透通量为409.85g/m2h，透过液中丙酮含量53.24wt.％，分离因子36.81；3wt.％乙酸乙酯/水体系渗透通量为569.70g/m2h，透过液中乙酸乙酯含量63.27wt.％，分离因子55.70；
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜用于气体分离性能测试，浓缩空气中的氧气。测试条件为：进料气体为25℃氧气/氮气混合物(氧气为20.9％)，由空气压缩机提供，膜有效面积为50.24cm2，膜两侧压差为200kPa。
测得的气体分离分离性能为：气体渗透通量为14.78L/min m2，透过侧氧气浓度为26.2％。
实施例4
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端羟基的PDMS(黏度为100mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基锡，环境友好型溶剂为乙醇，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯
制备方法及步骤：
1)将液态的端羟基的PDMS直接置于容器中待用；将质量浓度为10％的正硅酸乙酯和质量浓度为1％的二月桂酸二丁基混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端羟基的PDMS及其正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端羟基的PDMS时间为3s，喷涂一次正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为10次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端羟基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(350s)，进而形成致密的端羟基PDMS/PSf分离膜。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量420g/m2h，透过液中乙醇含量48.6wt.％，分离因子8.5。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜用于气体分离性能测试，浓缩空气中的氧气。测试条件为：进料气体为25℃氧气/氮气混合物(氧气为20.9％)，由空气压缩机提供，膜有效面积为50.24cm2，膜两侧压差为200kPa。
测得的气体分离分离性能为：气体渗透通量为6.13L/min m2，透过侧氧气浓度为27.3％。
实施例5
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端羟基的PDMS(黏度为100mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基锡，环境友好型溶剂为乙醇/水混合物(质量比为1：1)，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的端羟基的PDMS直接置于容器中待用；将质量浓度为10％的正硅酸乙酯和质量浓度为1％的二月桂酸二丁基混合后溶于质量比为1:1的乙醇/水混合溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖烤灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端羟基的PDMS及其正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇/水混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端羟基的PDMS时间为3s，喷涂一次正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的乙醇/水混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端羟基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端羟基PDMS/PSf分离膜。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量640g/m2h，透过液中乙醇含量34.7wt.％，分离因子4.78。
实施例6
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端羟基的PDMS(黏度为100mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基锡，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的端羟基的PDMS直接置于容器中待用；将正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基按质量比10:1混合后待用，不用任何溶剂溶解；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端羟基的PDMS及其正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡的混合物以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端羟基的PDMS时间为3s，喷涂一次正硅酸乙酯/二月桂酸二丁基锡混合物的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端羟基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端羟基PDMS/PSf分离膜。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量75g/m2h，透过液中乙醇含量29.2wt.％，分离因子3.71。
实施例7
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端乙烯基的PDMS(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为PMHS和氯铂酸，环境友好型溶剂为乙醇，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的乙烯基的PDMS直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将质量浓度为10％的PMHS和质量浓度为0.1％的氯铂酸混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端乙烯基的PDMS及PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端乙烯基的PDMS时间为3s，喷涂一次PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf分离膜。
SEM照片显示(图2)，端乙烯基的PDMS-PMHS分离层致密无缺陷(图2-1)；端乙烯基的PDMS-PMHS分离层厚度为5μm(图2-2)
将所制备的端乙烯基的PDMS-PMHS/PSf致密分离膜进行渗透汽化性能测试，回收水溶液中小分子有机物。测试条件为：进料温度分别为60℃的3wt.％乙醇/水体系、10wt.％乙醇/水体系、3wt.％正丙醇/水体系、3wt.％异丙醇/水体系、3wt.％正丁醇/水体系、3wt.％异丁醇/水体系、3wt.％丙酮/水体系、3wt.％乙酸乙酯/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游侧压力为200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：3wt.％乙醇/水体系渗透通量为1079.55g/m2h，透过液中乙醇含量31.03wt.％，分离因子14.55；10wt.％乙醇/水体系渗透通量为1729.55g/m2h，透过液中乙醇含量51.64wt.％，分离因子9.61；3wt.％正丙醇/水体系渗透通量为1353.79g/m2h，透过液中正丙醇含量40.46wt.％，分离因子22.2；3wt.％异丙醇/水体系渗透通量为1292.42g/m2h，透过液中异丙醇含量37.43wt.％，分离因子19.34；3wt.％正丁醇/水体系渗透通量为1599.24g/m2h，透过液中正丁醇含 量49.53wt.％，分离因子31.73；3wt.％异丁醇/水体系渗透通量为1956.82g/m2h，透过液中异丁醇含量52.99wt.％，分离因子36.45；3wt.％丙酮/水体系渗透通量为1798.48g/m2h，透过液中丙酮含量59.65wt.％，分离因子47.80；3wt.％乙酸乙酯/水体系渗透通量为1646.97g/m2h，透过液中乙酸乙酯含量65.18wt.％，分离因子60.53；
将所制备的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf致密分离膜用于气体分离性能测试，浓缩空气中的氧气。测试条件为：进料气体为25℃氧气/氮气混合物(氧气为20.9％)，由空气压缩机提供，膜有效面积为50.24cm2，膜两侧压差为200kPa。
测得的气体分离分离性能为：气体渗透通量为19.81L/min m2，透过侧氧气浓度为26.6％。
实施例8
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端乙烯基的PDMS(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为PMHS和氯铂酸，环境友好型溶剂为乙醇，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的乙烯基的PDMS直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将质量浓度为10％的PMHS和质量浓度为0.1％的氯铂酸混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端乙烯基的PDMS及PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端乙烯基的PDMS时间为3s，喷涂一次PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为10次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(350s)，进而 形成致密的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf分离膜。
将所制备的端乙烯基的PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量181.06g/m2h，透过液中乙醇含量50.34wt.％，分离因子9.12。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜用于气体分离性能测试，浓缩空气中的氧气。测试条件为：进料气体为25℃氧气/氮气混合物(氧气为20.9％)，由空气压缩机提供，膜有效面积为50.24cm2，膜两侧压差为200kPa。
测得的气体分离分离性能为：气体渗透通量为8.61L/min m2，透过侧氧气浓度为28.1％。
实施例9
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端乙烯基的PDMS(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为PMHS和氯铂酸，环境友好型溶剂为乙醇，高温烤灯选取浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的乙烯基的PDMS直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将质量浓度为10％的PMHS和质量浓度为0.1％的氯铂酸混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端乙烯基的PDMS及PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端乙烯基的PDMS时间为3s，喷涂一次PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为1次，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(8s)，进而形 成致密的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf分离膜。
将所制备的端乙烯基的PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量3642.42g/m2h，透过液中乙醇含量42.26wt.％，分离因子6.59。
将所制备的端羟基PDMS/PSf致密分离膜用于气体分离性能测试，浓缩空气中的氧气。测试条件为：进料气体为25℃氧气/氮气混合物(氧气为20.9％)，由空气压缩机提供，膜有效面积为50.24cm2，膜两侧压差为200kPa。
测得的气体分离分离性能为：气体渗透通量为38.36L/min m2，透过侧氧气浓度为23％。
实施例10
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端乙烯基的PDMS(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为PMHS和氯铂酸，环境友好型溶剂为乙醇，高温烤灯选取浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的乙烯基的PDMS直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将质量浓度为1％的PMHS和质量浓度为0.1％的氯铂酸混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端乙烯基的PDMS及PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端乙烯基的PDMS时间为3s，喷涂一次PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖 灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf分离膜。
将所制备的端乙烯基的PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量1275g/m2h，透过液中乙醇含量50.74wt.％，分离因子9.27。
实施例11
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端乙烯基的PDMS(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为PMHS和氯铂酸，环境友好型溶剂为乙醇，高温开灯选取浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的乙烯基的PDMS直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将质量浓度为5％的PMHS和质量浓度为0.1％的氯铂酸混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端乙烯基的PDMS及PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端乙烯基的PDMS时间为3s，喷涂一次PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf分离膜。
将所制备的端乙烯基的PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为 50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量1426.52g/m2h，透过液中乙醇含量51.19wt.％，分离因子9.44。
实施例12
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端乙烯基的PDMS(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为PMHS和氯铂酸，环境友好型溶剂为乙醇，高温烤灯选取浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的乙烯基的PDMS直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将质量浓度为20％的PMHS和质量浓度为0.1％的氯铂酸混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端乙烯基的PDMS及PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端乙烯基的PDMS时间为3s，喷涂一次PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf分离膜。
将所制备的端乙烯基的PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量711.36g/m2h，透过液中乙醇含量47.63wt.％，分离因子8.18。
实施例13
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为端乙烯基的PDMS(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂和催化剂分别为PMHS和氯铂酸，环境友好型溶剂为乙醇，高温烤灯选取浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的乙烯基的PDMS直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将质量浓度为30％的PMHS和质量浓度为0.1％的氯铂酸混合后溶于少量的乙醇溶剂中，待用；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的端乙烯基的PDMS及PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的端乙烯基的PDMS时间为3s，喷涂一次PMHS/氯铂酸的乙醇混合溶液的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为5次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(160s)，进而形成致密的端乙烯基PDMS-PMHS/PSf分离膜。
将所制备的端乙烯基的PDMS/PSf致密分离膜进行渗透汽化优选透醇性能测试。测试条件为：进料温度为60℃的10wt.％乙醇/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游压力200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量266.13g/m2h，透过液中乙醇含量42.44wt.％，分离因子6.64。
实施例14
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为聚酯多元醇(黏度为300mPa·s)，选取的交联剂为六亚甲基二异氰酸酯，高温烤灯选取浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的聚酯多元醇直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将六亚甲基二异氰酸酯直接置于另一容器中待用，不用任何溶剂溶解；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的聚酯多元醇及六亚甲基二异氰酸酯以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的聚酯多元醇时间为2s，喷涂一次六亚甲基二异氰酸酯的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为2次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态端乙烯基PDMS在80℃的浴霸取暖灯烘烤下与PMHS发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(44s)，进而形成致密的聚氨酯(PU)/PSf分离膜。
SEM照片显示(图3)，端乙烯基的PDMS-PMHS分离层致密无缺陷(图3-1)；端乙烯基的PDMS-PMHS分离层厚度为5μm(图3-2)
将所制备的端乙烯基的PU/PSf致密分离膜进行渗透汽化性能测试，回收水溶液中小分子有机物。测试条件为：进料温度分别为60℃的3wt.％乙醇/水体系、3wt.％正丁醇/水体系、3wt.％异丁醇/水体系、3wt.％乙酸乙酯/水体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游侧压力为200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：3wt.％乙醇/水体系渗透通量为944.7g/m2h，透过液中乙醇含量21.20wt.％，分离因子8.70；3wt.％正丁醇/水体系渗透通量为1267.42g/m2h，透过液中正丁醇含量38.91wt.％，分离因子2059；3wt.％异丁醇/水体系渗透通量为1607.58g/m2h，透过液中异丁醇含量44.04wt.％，分离因子25.45；3wt.％乙酸乙酯/水体系渗透通量为1100g/m2h，透过液中乙酸乙酯含量53.50wt.％，分离因子37.20；
实施例15
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为不饱和聚酯(黏度为300mPa·s)，选取的固化剂为过氧化甲乙酮，高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的不饱和聚酯直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将过氧化甲乙酮直接置于另一容器中待用，不用任何溶剂溶解；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的不饱和聚酯和过氧化甲乙酮以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的不饱和聚酯时间为2s，喷涂一次过氧化甲乙酮的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为2次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态不饱和聚氨酯在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(44s)，进而形成致密的不饱和聚酯树脂(UPR)/PSf分离膜。
SEM照片显示(图4)，UPR分离层致密无缺陷(图4-1)；UPR分离层厚度为4μm(图4-2)
将所制备的UPR/PSf致密分离膜进行渗透汽化性能测试，分离甲苯/正庚烷混合物。测试条件为：进料温度为40℃的50wt.％苯/正庚烷体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游侧压力为200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量106.06g/m2h，透过液中甲苯含量80.53wt.％，分离因子4.14。
实施例16
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为不饱和聚酯(黏度为300mPa·s)，选取的固化剂为过氧化甲乙酮，选取的高温烤灯为浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的不饱和聚酯直接置于容器中待用，不添加任何有机溶剂；将过氧化甲乙酮直接置于另一容器中待用，不用任何溶剂溶解；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的不饱和聚酯和过氧化甲乙酮以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的不饱和聚酯时间为2s，喷涂一次过氧化甲乙酮的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为1次，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态不饱和聚酯在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(7s)，进而形成致密的不饱和聚酯树脂(UPR)/PSf分离膜。
将所制备的UPR/PSf致密分离膜进行渗透汽化性能测试，分离甲苯/正庚烷混合物。测试条件为：进料温度为40℃的50wt.％苯/正庚烷体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游侧压力为200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量151.52g/m2h，透过液中甲苯含量75.33wt.％，分离因子3.05。
实施例17
采用多孔基膜为聚砜(PSf)平板式超滤膜，截留分子量20000，选用的液态低聚物为不饱和聚酯(黏度为300mPa·s)，选取的固化剂为过氧化甲乙酮，高温烤灯选取浴霸取暖灯。
制备方法及步骤：
1)将液态的不饱和聚酯直接置于容器中待用；将过氧化甲乙酮直接置于另一容器中待用，不用任何溶剂溶解；
2)将预处理后的PSf基膜剪成直径为20cm的圆片后固定于垂直放置的载膜台上，并以100rpm的速度匀速旋转，同时使PSf基膜始终处于浴霸取暖灯的烘烤下；
3)在环境湿度为20％条件下，用两个压力喷枪分别将液态的不饱和聚酯和过氧化甲乙酮以高度雾化的方式交替喷涂至匀速旋转的PSf基膜表面；喷枪与基 膜间的距离为50cm，喷涂一次液态的不饱和聚酯时间为2s，喷涂一次过氧化甲乙酮的时间为5s，喷涂面积大于150cm2，循环喷涂次数为3次，每循环一次中间间隔时间为30s，所有喷枪的喷速均为2-3ml/s，压力0.3MPa。
4)在喷涂的同时，PSf基膜表面的液态不饱和聚酯在80℃的浴霸取暖灯烘烤下发生原位化学交联反应，交联时间即喷涂时间(81s)，进而形成致密的不饱和聚酯树脂(UPR)/PSf分离膜。
将所制备的UPR/PSf致密分离膜进行渗透汽化性能测试，分离甲苯/正庚烷混合物。测试条件为：进料温度为40℃的50wt.％苯/正庚烷体系，膜有效面积为50.24cm2，膜下游侧压力为200Pa。
测得渗透汽化膜性能为：渗透通量75.76g/m2h，透过液中甲苯含量81wt.％，分离因子4.26。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种快速环保制备致密分离膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、将多孔基膜固定于旋转的载膜台上，并使所述多孔基膜的膜面温度为60-200℃；
步骤b、分别将液态低聚物和固化剂溶液以雾化方式喷涂在所述多孔基膜表面，使所述液态低聚物在所述多孔基膜表面发生原位交联反应，得到致密分离膜；
所述固化剂溶液用于使所述液态低聚物发生所述原位交联反应；所述固化剂溶液采用环境友好型溶剂，所述环境友好型溶剂选自去离子水和/或乙醇。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固化剂溶液为用于使所述液态低聚物发生所述原位交联反应的交联剂、交联剂与催化剂的混合物或用于引发所述液态低聚物进行所述原位交联反应的引发剂；所述固化剂溶液中，所述交联剂和所述催化剂质量浓度分别为1％-30％和0.1％-5％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交联剂选自正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸丁酯、二乙氧基硅烷、含氢聚硅氧烷、二甲基硅烷、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；
所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、单丁基氧化锡、二丁基氧化锡、三丙基氧化锡、二丙基氧化锡、氯铂酸中的至少一种；
所述引发剂选自过氧化苯酰和/或过氧化甲乙酮。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在进行所述步骤a之前，对所述多孔基膜进行堵孔预处理，使所述多孔基膜的内部孔道充满去离子水，且表面保持干燥状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔基膜选自有机聚合物膜、无机膜或有机/无机杂化膜，且平均孔径为0.001-100μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液态低聚物选自硅油、环氧树脂、不饱和聚酯、低分子量聚醚、聚脲、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯多元醇、苯乙烯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，在相对湿度低于60％的环境中，通过采用压力喷枪分别将所述液态低聚物和所述固化剂溶液喷涂在所述多孔基膜表面；
所述液态低聚物的常温黏度低于500mPa·s。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制喷涂速度为2-3ml/s，喷 涂压力为0.2-0.4MPa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，液态低聚物和所述固化剂溶液的喷涂次数均为1-10次；每次的喷涂时间均为1-10s；每循环一次喷涂过程的时间间隔为0-120s；
压力喷枪的喷嘴与多孔基膜的中心对应设置；控制喷嘴与多孔基膜中心之间的距离为20-80cm；
载膜台的旋转速度大于等于60rpm。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510426632.9A CN105169959B (zh) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 一种快速环保制备致密分离膜的方法 |
| PCT/CN2015/086468 WO2017012152A1 (zh) | 2015-07-20 | 2015-08-10 | 一种快速环保制备致密分离膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510426632.9A CN105169959B (zh) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 一种快速环保制备致密分离膜的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105169959A CN105169959A (zh) | 2015-12-23 |
| CN105169959B true CN105169959B (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=54892673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510426632.9A Active CN105169959B (zh) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | 一种快速环保制备致密分离膜的方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105169959B (zh) |
| WO (1) | WO2017012152A1 (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105536553B (zh) * | 2015-12-25 | 2018-04-10 | 北京碧水源膜科技有限公司 | 一种具有规则表面形态纳滤膜的制备方法 |
| CN105688682B (zh) * | 2016-01-19 | 2018-10-19 | 北京工业大学 | 一种纳米尺度分散的高性能有机/无机杂化膜制备方法 |
| CN106179000A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-07 | 贵阳时代沃顿科技有限公司 | 一种耐溶剂纳滤膜的制备方法 |
| CN107088366B (zh) * | 2016-11-17 | 2020-08-21 | 清华大学 | 一种制备有机-无机纳米复合膜的方法 |
| CN108404680A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-17 | 西部宝德科技股份有限公司 | 一种无机-有机复合膜及其制备方法 |
| CN112691551B (zh) * | 2019-10-23 | 2023-05-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种制备硅烷交联MOFs分离膜的方法 |
| CN113368703B (zh) * | 2021-06-23 | 2022-05-31 | 安徽普朗膜技术有限公司 | 一种致孔剂制备聚芳醚酮有机管式膜的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2285933B (en) * | 1993-12-20 | 1997-11-12 | Cheil Synthetics Inc | Process for the preparation of a composite semi-permeable membrane |
| CN102512980A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 北京工业大学 | 一种多层复合分离膜的自动组装装置及方法 |
| CN102698612A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-10-03 | 北京工业大学 | 一种制备优先透醇复合膜的自动装置及方法 |
| CN102698613A (zh) * | 2012-05-24 | 2012-10-03 | 北京工业大学 | 一种管式多层复合分离膜的自动组装装置和方法 |
| CN103706262A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-04-09 | 北京工业大学 | 一种环境友好优先透醇复合膜的制备装置及方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1100594C (zh) * | 1998-12-11 | 2003-02-05 | 清华大学 | 一种制备渗透汽化复合膜的方法 |
| US20080199685A1 (en) * | 2003-02-10 | 2008-08-21 | Michael Jeremiah Bortner | Spray self assembly |
| JP5324067B2 (ja) * | 2006-08-22 | 2013-10-23 | 日本碍子株式会社 | ゼオライト膜の製造方法 |
| US20110064936A1 (en) * | 2009-09-17 | 2011-03-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Method of Asymmetrically Functionalizing Porous Materials |
| CN102104156B (zh) * | 2009-12-18 | 2013-03-27 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池用复合阴离子交换膜及其制备方法 |
| CN101912738A (zh) * | 2010-08-20 | 2010-12-15 | 浙江大学 | 一种表面孔径均一的复合分离膜的制备方法 |
| CN103113607B (zh) * | 2013-01-21 | 2015-02-04 | 青岛中科华联新材料有限公司 | 一种具有高温自增强机制的微孔聚合物隔膜的制备方法 |
-
2015
- 2015-07-20 CN CN201510426632.9A patent/CN105169959B/zh active Active
- 2015-08-10 WO PCT/CN2015/086468 patent/WO2017012152A1/zh active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2285933B (en) * | 1993-12-20 | 1997-11-12 | Cheil Synthetics Inc | Process for the preparation of a composite semi-permeable membrane |
| CN102512980A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 北京工业大学 | 一种多层复合分离膜的自动组装装置及方法 |
| CN102698612A (zh) * | 2012-05-21 | 2012-10-03 | 北京工业大学 | 一种制备优先透醇复合膜的自动装置及方法 |
| CN102698613A (zh) * | 2012-05-24 | 2012-10-03 | 北京工业大学 | 一种管式多层复合分离膜的自动组装装置和方法 |
| CN103706262A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-04-09 | 北京工业大学 | 一种环境友好优先透醇复合膜的制备装置及方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| cient assembly of nanolayered materials and devices.《Nanotechnology》.2009,第20卷1-7. * |
| M H Merrill et al..Fast, simple and effi * |
| 强化自组装技术在多层复合分离膜领域的应用;纪树兰等;《膜科学与技术》;20110630;第31卷(第3期);B016-11 * |
| 板式及管式多层膜的喷涂自组装系统构建及分离性能研究;唐海齐;《中国优秀硕士学位论文全文数据库科技工程Ⅰ辑》;20140331;156-161 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017012152A1 (zh) | 2017-01-26 |
| CN105169959A (zh) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105169959B (zh) | 一种快速环保制备致密分离膜的方法 | |
| CN105688682B (zh) | 一种纳米尺度分散的高性能有机/无机杂化膜制备方法 | |
| CN106390765B (zh) | 一种掺杂共价有机骨架材料优先透醇复合膜及制备方法 | |
| US10186698B2 (en) | Ceramic-polymer hybrid nanostructures, methods for producing and applications thereof | |
| JP2005525224A (ja) | ハイブリッド膜、その製造方法および膜の使用 | |
| Lee et al. | Dehydration of ethanol/water mixtures by pervaporation with composite membranes of polyacrylic acid and plasma-treated polycarbonate | |
| CN1166141A (zh) | 多孔碳氟化物膜、膜的制备方法及以该膜为基的柱状过滤器 | |
| CN103331108A (zh) | 一种成膜后透析法制备的聚合物渗透汽化膜及其方法 | |
| CN102698612B (zh) | 一种制备优先透醇复合膜的自动装置及方法 | |
| CN109647234A (zh) | 一种mof/聚合物复合膜制备方法及其应用 | |
| CN102626595A (zh) | 工业用高强度抗污染超滤平板膜片的配方及其制备方法 | |
| CN1029822C (zh) | 复合膜及其制造和应用 | |
| CN103706262B (zh) | 一种环境友好优先透醇复合膜的制备装置及方法 | |
| CN112999884A (zh) | 渗透汽化膜及其制备方法以及涂装废水的处理方法 | |
| JPH07275676A (ja) | 複合膜、その製造方法および使用方法 | |
| CN113856468A (zh) | 高通量复合纳滤膜及其制备方法 | |
| CN1053387C (zh) | 一种带有涂层复合膜的制备方法 | |
| CN102908907A (zh) | 一种超薄聚合物分离膜的制备方法 | |
| CN101190400A (zh) | 共轭聚合物多孔膜制备方法及其得到的共轭聚合物多孔膜 | |
| KR102196707B1 (ko) | 에폭시 제조공정 부산물 회수용 투과증발 분리막의 제조방법 | |
| Nagasawa et al. | Photo-induced sol–gel synthesis of polymer-supported silsesquioxane membranes | |
| CN118022554A (zh) | 一种基于狭缝挤出式涂布的膜制备方法 | |
| JP2021062352A (ja) | ガス分離膜用塗工液及びこれを用いたガス分離膜の製造方法 | |
| CN117654290A (zh) | 中空纤维二氧化碳分离膜及其制备方法及应用 | |
| CN105879718A (zh) | 一种基于乳液成膜的硅橡胶/金属有机化合物渗透汽化膜绿色制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |