CN105413485B - 一种杂化有机硅膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种杂化有机硅膜的制备方法，包括制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层；将沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下进行一次抽滤处理；有机硅填充；采用有机硅填充溶液进行二次抽滤处理，其中二次抽滤处理采用的抽滤介质为前述步骤中得到的带有沸石/氧化石墨烯无机杂化层的抽滤介质；成膜；二次抽滤处理结束后静置，然后将二次抽滤处理后得到的抽滤介质进行干燥处理，干燥处理完成后去除支撑介质即可得到杂化有机硅膜。本发明的杂化有机硅膜的制备方法简单可控，原料易得，操作条件简单，适用性广；制备时可以任意调控沸石、氧化石墨烯和有机硅的组分比例，不必考虑传统流延成膜中的沉淀、分散和成膜性问题。

Description

一种杂化有机硅膜的制备方法
技术领域
本发明涉及渗透汽化膜分离技术领域，尤其涉及一种杂化有机硅膜的制备方法。
背景技术
渗透汽化(Pervaporation，简称PV)是一种用于液体混合物分离的膜分离过程。它利用各组分间渗透压差为驱动力，依靠各组分在膜中溶解和扩散速率差异达到分离目的。与传统的精馏、吸附、萃取等分离工艺相比，它具有分离效率高、设备简单、操作简便、过程无污染、能耗低等优点。PV在近沸点混合物、共沸物和温度敏感性高的混合体系的分离中更显示其独特的优势，是目前处于开发期和发展期的技术，在石油化工、医药、食品、生物技术、环保等领域具有广泛的应用前景。至90年代以来开始实现工业化，被国际学术界的专家们称为21世纪最有前途的高新技术之一。
中国专利申请200710040764.3公布了一种在大孔陶瓷膜表面化学气相沉积、接枝聚合和开环反应制备以无机陶瓷膜为载体的亲水性渗透汽化复合膜，在甲醇水溶液的分离中显示了十分优异的性能。但是该方法制备过程复杂，反应条件苛刻，成本高昂。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种工艺简单、易操作的杂化有机硅膜的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种杂化有机硅膜的制备方法，包括
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层；将沸石/氧化石墨烯杂化分散液 在负压条件下进行一次抽滤处理，其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括支撑介质和微孔滤膜，其中所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层。步骤S100中负压条件是指真空度为0.08-0.1MPa。步骤S100中完成后抽滤介质从上至下依次为沸石/氧化石墨烯无机杂化层、微孔滤膜和支撑介质。
S200：有机硅填充；采用有机硅填充溶液进行二次抽滤处理，其中所述二次抽滤处理采用的抽滤介质为步骤S100中得到的带有沸石/氧化石墨烯无机杂化层的抽滤介质；步骤S200中二次抽滤处理完成后有机硅填充进入沸石/氧化石墨烯无机杂化层的间隙中；
S300：成膜；二次抽滤处理结束后静置，然后将二次抽滤处理后得到的抽滤介质进行干燥处理，干燥处理完成后去除支撑介质即可得到所述杂化有机硅膜。静置时间为20小时至36小时。
本发明得到的杂化有机硅膜是以微孔滤膜为支持层，以有机硅/沸石/氧化石墨烯为分离层的杂化复合膜。
其中步骤S100中采用的微孔滤膜是微米级孔径的滤膜即可，微孔滤膜的孔径优选为0.45微米、0.3微米和0.22微米。
其中，步骤S100中的所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液采用下述步骤制备：
配制沸石的有机溶剂分散液；将沸石加入有机溶剂中使沸石分散均匀，然后进行超声分散处理即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；本步骤中超声分散处理中超声的频率为300～400w，超声分散处理的时间为5～15分钟；
配制氧化石墨烯的水分散液；将氧化石墨加入水中，然后进行超声分散处理即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；本步骤中超声分散处理中超声的频率为300～400w，超声分散处理的时间为50～65分钟；
将所述沸石的有机溶剂分散液和所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
进一步的，所述沸石的有机溶剂分散液中所述沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.00038～0.0008：1；所述氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是0.5～1：1毫克/毫升；所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与 所述氧化石墨的质量份数比是5～40.2：1。
其中，所述沸石的有机溶剂分散液中采用的有机溶剂为四氢呋喃，丙酮、N、N-二甲基甲酰胺，N、N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种的混合物。
其中，所述有机硅填充溶液包括硅氧烷、交联剂、催化剂和有机溶剂，其中所述硅氧烷与所述交联剂的质量份数比为1：0.05～0.2，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：1.5～4，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.005～0.02。
进一步的，所述硅氧烷为聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷和聚甲基硅氧烷中的一种，所述交联剂为正硅酸乙酯、苯基三甲氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物，所述有机溶剂为正庚烷、正辛烷、四氢呋喃和甲苯中的一种或几种的混合物，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
进一步的，所述有机硅填充溶液在加入交联剂后8～12分钟后再进行二次抽滤处理。
其中，所述一次抽滤处理为真空抽滤处理，所述一次真空抽滤处理的时间为1～10分钟。
其中，所述二次抽滤处理为真空抽滤处理，所述二次真空抽滤处理的时间为15～80分钟。二次抽滤时的真空度是0.1MPa-0.05MPa。
其中，所述支撑介质为滤纸或滤布。滤纸可以是中速滤纸，滤布优选为微孔滤布。
本发明以微孔滤膜为基底，首先通过抽滤的处理方式在微孔滤膜上沉积沸石/氧化石墨烯无机杂化层，然后再次采用抽滤的方式使有机硅填充进入沸石/氧化石墨烯无机杂化层的间隙，从而得到以微孔滤膜为支持层，以有机硅/沸石/氧化石墨烯为分离层的杂化复合膜。
由于本发明的成膜均是在抽滤的条件下进行的，一次抽滤可以使得沸石/氧化石墨烯在微孔滤膜表面均匀成膜；二次抽滤一方面可以使的有机硅均匀填充进入沸石/氧化石墨烯层的间隙中，另一方面有效抑制了进入间隙中的有机硅的堆积，从而保证成膜的均匀性和高负载量。
本发明的有益效果是：本发明的杂化有机硅膜的制备方法简单可控，原料易得，操作条件简单，适用性广；制备时可以任意调控沸石、氧化石墨烯和有机硅的组分比例，不必考虑传统流延成膜中的沉淀、分散和成膜性问题；所制备得到的杂化有机硅膜的膜通量能够用于丁醇/水混合物分离。
具体实施方式
为了使本发明的杂化有机硅膜的制备方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下实施例中使用的原料和设备如非特别说明均为市售。
实施例一
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层。具体包括如下步骤：
S111：配制沸石的有机溶剂分散液；将全硅沸石20.1mg加入53克四氢呋喃中搅拌条件分散均匀，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理10分钟即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；
S112：配制氧化石墨烯的水分散液；将5mg氧化石墨加入10ml水中，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理60分钟即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；制得的氧化石墨烯的水分散液的浓度为0.5mg/ml；
S113：将步骤S111得到的所有所述沸石的有机溶剂分散液和1ml步骤S112得到的所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
S114：将沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下在抽滤装置上进行一次真空抽滤处理，时间为1分钟；其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括滤纸和微孔滤膜，其中所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层。步骤S100中负压条件是指真空度为0.08～0.1MPa。步骤S100中完成后抽滤介质从 上至下依次为沸石/氧化石墨烯无机杂化层、微孔滤膜和支撑介质。整个步骤S100完成后，得到的抽滤介质静置备用，抽滤装置不进行拆装。
S200：有机硅填充；在磁力搅拌条件下配制3g聚二甲基硅氧烷(PDMS)与6g四氢呋喃的混合溶液，并向其中加入正硅酸乙酯(TEOS)0.3g和二月桂酸二丁基锡(DBTL)0.03g继续搅拌10分钟后得到有机硅填充溶液；将有机硅填充溶液倒入步骤S100的抽滤装置中进行二次真空抽滤处理，时间为60分钟。其中所述二次抽滤处理采用的抽滤介质为步骤S100中得到的带有沸石/氧化石墨烯无机杂化层的抽滤介质，即步骤S200中二次抽滤处理的抽滤介质为步骤S100中得到的从上至下依次为沸石/氧化石墨烯无机杂化层、微孔滤膜和滤纸的三层抽滤介质。
S300：成膜；二次抽滤处理结束后原位静置20小时，然后整体拆下过滤介质和滤饼，将过滤介质和滤饼放入真空烘箱中加热4小时后取出，取出后将滤纸剥下即可得到所述杂化有机硅膜。该杂化有机硅膜是以微孔滤膜为支持层，以有机硅/沸石/氧化石墨烯为分离层的杂化复合膜。
需要说明的是上述制备步骤中步骤S111和S112不分先后顺序。
实施例一中，沸石的有机溶剂分散液中沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.00038：1，氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是0.5：1毫克/毫升；所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与所述氧化石墨的质量份数比是40.2：1，硅氧烷与交联剂的质量份数比为1：0.1，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：2，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.01。
实施例一得到的杂化有机硅膜在丁醇-水溶液(丁醇质量含量1％)的渗透汽化分离性能测试中，在50℃下，总渗透通量为103g/m2/h，分离因子为11.47。
实施例二
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层。具体包括如下步骤：
S111：配制沸石的有机溶剂分散液；将全硅沸石20mg加入26.5克四氢呋喃中搅拌条件下分散均匀，然后置于300W的超声条件下进行超声分散处理5 分钟即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；
S112：配制氧化石墨烯的水分散液；将10mg氧化石墨加入10ml水中，然后置于300W的超声条件下进行超声分散处理50分钟即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；制得的氧化石墨烯的水分散液的浓度为1mg/ml；
S113：将步骤S111得到的所有所述沸石的有机溶剂分散液和4ml步骤S112得到的所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
S114：上述沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下在抽滤装置上进行一次真空抽滤处理，时间为7分钟；其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括滤纸和微孔滤膜，其中所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层。
S200：有机硅填充；在磁力搅拌条件下配制3g聚二甲基硅氧烷(PDMS)与6g四氢呋喃的混合溶液，并向其中加入正硅酸乙酯(TEOS)0.3g和二月桂酸二丁基锡(DBTL)0.03g后继续搅拌10分钟后得到有机硅填充溶液；将有机硅填充溶液倒入步骤S100的抽滤装置中在真空度为0.1MPa下进行二次真空抽滤处理，时间为50分钟。
S300：成膜；二次抽滤处理结束后原位静置24小时，然后整体拆下过滤介质和滤饼，将过滤介质和滤饼放入真空烘箱中加热4小时后取出，取出后将滤纸剥下即可得到所述杂化有机硅膜。
实施例二中，沸石的有机溶剂分散液中沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.00075：1，氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是1：1毫克/毫升；所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与所述氧化石墨的质量份数比是5：1，硅氧烷与交联剂的质量份数比为1：0.1，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：2，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.01。
实施例二得到的杂化有机硅膜在丁醇-水溶液(丁醇质量含量1％)的渗透汽化分离性能测试中，在50℃下，总渗透通量为1.21Kg/m2/h，分离因子为4.13。
实施例三
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层。具体包括如下步骤：
S111：配制沸石的有机溶剂分散液；将全硅沸石48mg加入60克四氢呋喃中搅拌条件下分散均匀，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理10分钟即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；
S112：配制氧化石墨烯的水分散液；将10mg氧化石墨加入10ml水中，然后置于300W的超声条件下进行超声分散处理60分钟即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；制得的氧化石墨烯的水分散液的浓度为1mg/ml；
S113：将步骤S111得到的所有所述沸石的有机溶剂分散液和8ml步骤S112得到的所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
S114：上述沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下在抽滤装置上进行一次真空抽滤处理，时间为7分钟；其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括滤纸和微孔滤膜，其中所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层。
S200：有机硅填充；在磁力搅拌条件下配制3g聚二甲基硅氧烷(PDMS)与6g四氢呋喃的混合溶液，并向其中加入正硅酸乙酯(TEOS)0.3g和二月桂酸二丁基锡(DBTL)0.03g后继续搅拌10分钟后得到有机硅填充溶液；将有机硅填充溶液倒入步骤S100的抽滤装置中在真空度为0.1MPa下进行二次真空抽滤处理，时间为50分钟。
S300：成膜；二次抽滤处理结束后原位静置24小时，然后整体拆下过滤介质和滤饼，将过滤介质和滤饼放入真空烘箱中加热4小时后取出，取出后将滤纸剥下即可得到所述杂化有机硅膜。
实施例三中，沸石的有机溶剂分散液中沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.0008：1，氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是1：1毫克/毫升；所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与所述氧化石墨的质量份数比是6：1，硅氧烷与交联剂的质量份数比为1：0.1，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：2，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.01。
实施例三得到的杂化有机硅膜在丁醇-水溶液(丁醇质量含量1％)的渗透汽化分离性能测试中，在50℃下，总渗透通量为85g/m2/h，分离因子为111。
实施例四
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层。具体包括如下步骤：
S111：配制沸石的有机溶剂分散液；将全硅沸石20mg加入26.5克丙酮中搅拌条件下分散均匀，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理10分钟即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；
S112：配制氧化石墨烯的水分散液；将10mg氧化石墨加入10ml水中，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理60分钟即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；制得的氧化石墨烯的水分散液的浓度为1mg/ml；
S113：将步骤S111得到的所有所述沸石的有机溶剂分散液和1ml步骤S112得到的所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
S114：上述沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下在抽滤装置上进行一次真空抽滤处理，时间为10分钟；其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括滤布和微孔滤膜，其中所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层。
S200：有机硅填充；在磁力搅拌条件下配制3g聚甲基苯基硅氧烷与4.5g正庚烷的混合溶液，并向其中加入苯基三甲氧基硅烷0.15g和二月桂酸二丁基锡0.015g继续搅拌12分钟后得到有机硅填充溶液；将有机硅填充溶液倒入步骤S100的抽滤装置中在真空度为0.1MPa下进行二次真空抽滤处理，时间为80分钟。
S300：成膜；二次抽滤处理结束后原位静置20小时，然后整体拆下过滤介质和滤饼，将过滤介质和滤饼放入真空烘箱中加热4小时后取出，取出后将滤纸剥下即可得到所述杂化有机硅膜。
实施例四中，沸石的有机溶剂分散液中沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.00075：1，氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是1：1毫克/ 毫升；所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与所述氧化石墨的质量份数比是20：1，硅氧烷与交联剂的质量份数比为1：0.05，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：1.5，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.005。
实施例四得到的杂化有机硅膜在丁醇-水溶液(丁醇质量含量1％)的渗透汽化分离性能测试中，在50℃下，总渗透通量为1.15Kg/m2/h，分离因子为4.10。
实施例五
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层。具体包括如下步骤：
S111：配制沸石的有机溶剂分散液；将天然沸石48mg加入80克N、N-二甲基甲酰胺中搅拌条件下分散均匀，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理15分钟即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；
S112：配制氧化石墨烯的水分散液；将8mg氧化石墨加入10ml水中，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理65分钟即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；制得的氧化石墨烯的水分散液的浓度为0.8mg/ml；
S113：将步骤S111得到的所有所述沸石的有机溶剂分散液和2ml步骤S112得到的所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
S114：上述沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下在抽滤装置上进行一次真空抽滤处理，时间为7分钟；其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括滤纸和微孔滤膜，其中所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层。
S200：有机硅填充；在磁力搅拌条件下配制3g聚甲基硅氧烷与12g正辛烷的混合溶液，并向其中加入辛基三甲氧基硅烷0.6g和二月桂酸二丁基锡0.06g继续搅拌12分钟后得到有机硅填充溶液；将有机硅填充溶液倒入步骤S100的抽滤装置中在真空度为0.1MPa下进行二次真空抽滤处理，时间为15分钟。
S300：成膜；二次抽滤处理结束后原位静置36小时，然后整体拆下过滤介质和滤饼，将过滤介质和滤饼放入真空烘箱中加热4小时后取出，取出后将滤纸剥下即可得到所述杂化有机硅膜。
实施例五中，沸石的有机溶剂分散液中沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.0006：1，氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是0.8：1毫克/毫升；所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与所述氧化石墨的质量份数比是30：1，硅氧烷与交联剂的质量份数比为1：0.2，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：4，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.02。
实施例五得到的杂化有机硅膜在丁醇-水溶液(丁醇质量含量1％)的渗透汽化分离性能测试中，在50℃下，总渗透通量为1.02Kg/m2/h，分离因子为4.13。
实施例六
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层。具体包括如下步骤：
S111：配制沸石的有机溶剂分散液；将天然沸石48mg加入60克N、N-二甲基乙酰胺中搅拌条件下分散均匀，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理15分钟即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；
S112：配制氧化石墨烯的水分散液；将8mg氧化石墨加入10ml水中，然后置于400W的超声条件下进行超声分散处理65分钟即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；制得的氧化石墨烯的水分散液的浓度为0.8mg/ml；
S113：将步骤S111得到的所有所述沸石的有机溶剂分散液和6ml步骤S112得到的所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
S114：上述沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下在抽滤装置上进行一次真空抽滤处理，时间为7分钟；其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括滤纸和微孔滤膜，其中所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层。
S200：有机硅填充；在磁力搅拌条件下配制3g聚甲基硅氧烷与12g甲苯 的混合溶液，并向其中加入辛基三甲氧基硅烷0.6g和二月桂酸二丁基锡0.06g继续搅拌12分钟后得到有机硅填充溶液；将有机硅填充溶液倒入步骤S100的抽滤装置中在真空度为0.1MPa下进行二次真空抽滤处理，时间为50分钟。
S300：成膜；二次抽滤处理结束后原位静置24小时，然后整体拆下过滤介质和滤饼，将过滤介质和滤饼放入真空烘箱中加热4小时后取出，取出后将滤纸剥下即可得到所述杂化有机硅膜。
实施例六中，沸石的有机溶剂分散液中沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.0008：1，氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是0.8：1毫克/毫升；所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与所述氧化石墨的质量份数比是10：1，硅氧烷与交联剂的质量份数比为1：0.2，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：4，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.02。
实施例五得到的杂化有机硅膜在丁醇-水溶液(丁醇质量含量1％)的渗透汽化分离性能测试中，在50℃下，总渗透通量为0.95Kg/m2/h，分离因子为4.3。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，包括
S100：制备沸石/氧化石墨烯无机杂化层；将沸石/氧化石墨烯杂化分散液在负压条件下进行一次抽滤处理，其中所述一次抽滤处理中采用的抽滤介质包括支撑介质和微孔滤膜，所述支撑介质位于所述微孔滤膜的下方；一次抽滤处理完成后在所述微孔滤膜的表面形成所述沸石/氧化石墨烯无机杂化层；
S200：有机硅填充；采用有机硅填充溶液进行二次抽滤处理，其中所述二次抽滤处理采用的抽滤介质为步骤S100中得到的带有沸石/氧化石墨烯无机杂化层的抽滤介质；
S300：成膜；二次抽滤处理结束后静置，然后将二次抽滤处理后得到的抽滤介质进行干燥处理，干燥处理完成后去除支撑介质即可得到所述杂化有机硅膜。
2.根据权利要求1所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，步骤S100中的所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液采用下述步骤制备：
配制沸石的有机溶剂分散液；将沸石加入有机溶剂中使沸石分散均匀，然后进行超声分散处理即可得到所述沸石的有机溶剂分散液；
配制氧化石墨烯的水分散液；将氧化石墨加入水中，然后进行超声分散处理即可得到所述氧化石墨烯的水分散液；
将所述沸石的有机溶剂分散液和所述氧化石墨烯的水分散液混合均匀即可得到沸石/氧化石墨烯杂化分散液。
3.根据权利要求2所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述沸石的有机溶剂分散液中所述沸石和所述有机溶剂的质量份数比为0.00038~0.0008：1；
所述氧化石墨烯的水分散液中氧化石墨与水的固液比是0.5~1：1 毫克/毫升；
所述沸石/氧化石墨烯杂化分散液中所述沸石与所述氧化石墨的质量份数比是5～40.2：1。
4.根据权利要求2或3所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述沸石的有机溶剂分散液中采用的有机溶剂为四氢呋喃，丙酮、N、N-二甲基甲酰胺，N、N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述有机硅填充溶液包括硅氧烷、交联剂、催化剂和有机溶剂，其中所述硅氧烷与所述交联剂的质量份数比为1：0.05~0.2，所述硅氧烷与所述有机溶剂的质量份数比为1：1.5～4，所述硅氧烷和所述催化剂的重量份数比为1:0.005~0.02。
6.根据权利要求5所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷和聚甲基硅氧烷中的一种，所述交联剂为正硅酸乙酯、苯基三甲氧基硅烷和辛基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物，所述有机溶剂为正庚烷、正辛烷、四氢呋喃和甲苯中的一种或几种的混合物，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7.根据权利要求5或6所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述有机硅填充溶液在加入交联剂后8～12分钟后再进行二次抽滤处理。
8.根据权利要求1所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述一次抽滤处理为真空抽滤处理，所述一次真空抽滤处理的时间为1～10分钟。
9.根据权利要求1所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述二次抽滤处理为真空抽滤处理，所述二次真空抽滤处理的时间为15～80分钟。
10.根据权利要求1所述的杂化有机硅膜的制备方法，其特征在于，所述支撑介质为滤纸或滤布。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019010696A1 (en) * 2017-07-14 2019-01-17 General Electric Company METHOD FOR DEPOSITION LAYERED BY GAS PHASE MOLECULAR LAYER ON A MICROPOROUS SUPPORT
CN112774719B (zh) * 2021-01-22 2023-08-04 暨南大学 一种限域无机钙钛矿Cs3Bi2Br9光催化膜及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010022353A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Innova Meterials, Llc Enhanced surfaces, coatings, and related methods
CN103464013A (zh) * 2013-07-25 2013-12-25 烟台绿水赋膜材料有限公司 一种高性能杂化分离膜及其制备方法
CN103894074A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国科学院上海高等研究院 新型杂化膜及其制备和应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9353037B2 (en) * 2013-11-19 2016-05-31 The Research Foundation For The State University Of New York Graphene oxide-based composite membranes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010022353A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Innova Meterials, Llc Enhanced surfaces, coatings, and related methods
CN103894074A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国科学院上海高等研究院 新型杂化膜及其制备和应用
CN103464013A (zh) * 2013-07-25 2013-12-25 烟台绿水赋膜材料有限公司 一种高性能杂化分离膜及其制备方法

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