CN107335345A - 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 - Google Patents
一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107335345A CN107335345A CN201710643131.5A CN201710643131A CN107335345A CN 107335345 A CN107335345 A CN 107335345A CN 201710643131 A CN201710643131 A CN 201710643131A CN 107335345 A CN107335345 A CN 107335345A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aerogel
- self
- thermal insulation
- preparation
- high moisture
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title claims abstract description 65
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N dimethyl sulfoxide Natural products CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 16
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 14
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 12
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 11
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 11
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N sec-butylidene Natural products CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 10
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims description 8
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Natural products CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 6
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 6
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical group C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 4
- -1 MTMS Chemical compound 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 229940113088 dimethylacetamide Drugs 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 229920000344 molecularly imprinted polymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 claims 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 13
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 54
- 239000010408 film Substances 0.000 description 34
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 15
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 14
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 11
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 8
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 6
- XXNNTLOKCFGFFU-UHFFFAOYSA-N butane;ethanol Chemical compound CCO.CCCC XXNNTLOKCFGFFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VKEQBMCRQDSRET-UHFFFAOYSA-N Methylone Chemical compound CNC(C)C(=O)C1=CC=C2OCOC2=C1 VKEQBMCRQDSRET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- GCFHZZWXZLABBL-UHFFFAOYSA-N ethanol;hexane Chemical compound CCO.CCCCCC GCFHZZWXZLABBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N ethoxy(trimethyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(C)C RSIHJDGMBDPTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 108010025899 gelatin film Proteins 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002454 metastable transfer emission spectrometry Methods 0.000 description 1
- ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N methoxysilane Chemical compound CO[SiH3] ARYZCSRUUPFYMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000001256 steam distillation Methods 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 230000005945 translocation Effects 0.000 description 1
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical compound CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
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
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
- B01D71/82—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74 characterised by the presence of specified groups, e.g. introduced by chemical after-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/268—Drying gases or vapours by diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- 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
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
-
- 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
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- 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
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/08—Polysaccharides
- B01D71/10—Cellulose; Modified cellulose
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/70—Polymers having silicon in the main chain, with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only
- B01D71/702—Polysilsesquioxanes or combination of silica with bridging organosilane groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/0091—Preparation of aerogels, e.g. xerogels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
- B01D2315/22—Membrane contactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/04—Characteristic thickness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/24—Mechanical properties, e.g. strength
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/26—Electrical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/28—Selection of materials for use as drying agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/36—Pervaporation; Membrane distillation; Liquid permeation
- B01D61/364—Membrane distillation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/38—Liquid-membrane separation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/40—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. salts, amides, imides, nitriles, anhydrides, esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/448—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by pervaporation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法。该气凝胶薄膜为SiO2多孔骨架结构自支撑的单层薄膜，厚度为150~300μm，具有高透湿、高选择渗透性、高强度、绝热以及高孔隙率的优点，相对传统的固体复合膜，对水蒸气的交换速率提高50~200%，导热系数低50%~90%。本发明制备方法包括如下步骤：（1）模板的制备；（2）纳米纤维素的水解；（3）气凝胶薄膜的制备；（4）气凝胶薄膜的后处理。本发明的制备方法简单、易操作，采用低毒性溶剂和无毒添加剂，生产过程环保，设备要求低，成膜性好，生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及水处理和空气除湿所用膜的制备技术领域，具体涉及一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法。
背景技术
淡水资源是人类生存与发展的最重要物质基础之一。海水淡化和废水净化技术正逐步成为解决淡水资源紧缺的重要手段。
海水淡化又称海水脱盐，是分离海水中盐和水的过程。常用的海水淡化方法有热法和膜法两种。热法主要采用多级闪蒸、多效蒸馏、压汽蒸馏；膜法主要指反渗透。热法通常需要消耗大量高品位能源，并且生产设备复杂、昂贵；膜法的反渗透技术，它是一种利用半透膜的选择透过性，在外加高压力的条件下使水逆浓度梯度透过半透膜，而使盐分和杂质截留在膜另一侧的技术。反渗透法一般由电能和机械能驱动，系统需要维持较高的运行压力，对设备的耐压能力要求很高。现有的热法和膜法海水淡化技术共同面临的问题是设备要求高、需要消耗大量高品位能源，并且海水的淡水产率较低。
同时，人们也越来越重视室内环境的改善。除湿的方法按照其除湿机理可以分为：冷却除湿、干燥剂除湿（包括液体吸收除湿和固体吸附除湿）、膜渗透除湿和电化学除湿等多种方法。冷却除湿方法利用冷却盘管将空气温度降至其露点温度以下，使得空气中的水分在冷却器表面结露冷凝。膜渗透除湿方法是利用膜对空气中水的选择透过性，将水分从水蒸气分压高的一侧转移到水蒸气分压低的一侧，从而实现对高水蒸气分压侧空气除湿的一种方法。电化学除湿是利用水蒸气在电池阳极分解成氧气和质子，再将质子转移到阴极生成氢气分子或者与氧气结合生成水，以此来降低空气中的水分。
上述冷却除湿、膜渗透除湿以及电化学除湿方法都存在着很大的弊端。冷却除湿方法需要将空气的温度冷却到其露点以下，冷却后的空气需要再进行加热后才能送入房间之中，在这个过程中温度和湿度不能独立控制，造成了能源利用率低能耗大；水分在冷却器表面冷凝，使得冷却器常年潮湿，为细菌提供了生长和繁衍的场所，使室内空气品质严重下降；而对于露点温度过低的工况容易使冷却器表面结霜，需要特别的装置对其进行除霜处理。膜法除湿是一种被动的除湿方法，其除湿能力受湿交换气体中水蒸气压力较小的一侧控制；膜材料是影响膜法除湿的重要因素，膜材料的好坏决定着整个除湿过程性能。而电化学除湿是一种非常新颖的除湿方法，其技术不够成熟；而且除湿过程中需要直流电源，能源利用并不高。
现有膜的缺点是难以同时满足高透湿量与阻挡其它气体分子透过的矛盾和膜材料本身导热系数过高导致的能量损耗过大，而且制备成本太高，所用材料不环境友好。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。该自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜能用于实现空气独立除湿或海水淡化；用于空气独立除湿，能够实现空气高透湿、高机械强度、导热系数极低，对包括N2的其他气体分子有强阻挡作用，且能够减少过程中的显热传递；用于海水淡化，具有高选择透过性，能降低设备要求及能耗，使海水淡化产率提高。
本发明的目的还在于提供所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法。该方法采用低毒性溶剂和无毒添加剂，生产过程环保，工艺简单，生产成本低。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）模板的制备：将玻璃基片洗涤干净，除去表面油污；将高分子聚合物的溶液经微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：加热搅拌下将纳米纤维素晶须均匀分散于有机溶剂中，再加入硅源、酸和去离子水进行水解；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置，加入凝胶液进行凝胶，将得到的凝胶涂覆于模板具有高分子聚合物的一侧上形成气凝胶薄膜，并迅速浸泡于溶剂中，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经溶剂交换及表面改性后，干燥，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经高温焙烧，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
进一步地，步骤（1）中，所述洗涤是将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声20~40min。
进一步地，步骤（1）中，所述高分子聚合物包括丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）。
进一步地，步骤（1）中，所述高分子聚合物的溶液的质量浓度为10~20 wt.%。
进一步地，步骤（1）中，所述微孔滤纸的孔径大小为30~50μm，通过微孔滤纸的过滤除去粒径大的高分子聚合物纤维渣。
进一步地，步骤（2）中，所述纳米纤维素晶须通过如下方法制备得到：
加热搅拌下将纤维素粉溶解于浓硫酸中，冷却至室温，用蒸馏水离心洗涤至得到不分层的乳状悬浮液；将得到的乳状悬浮液透析分离后，得到的晶体经水洗、冷冻干燥，得到纳米纤维素晶须。
更进一步地，所述加热搅拌是在60~80℃下进行搅拌。
更进一步地，所述浓硫酸的浓度为50~70wt.%。
更进一步地，所述冷却至室温是直接加入蒸馏水进行冷却。
更进一步地，所述透析是将离心得到的乳状悬浮液装入纤维素透析袋中，放入去离子水中透析，直至透析液的pH达到7.0。
更进一步地，所述冷冻干燥是在-30~-50℃进行冷冻干燥。
进一步地，步骤（2）中，所述硅源包括正硅酸甲酯（TMOS）、正硅酸乙酯（TEOS）、甲基三甲氧基硅烷、水玻璃、三甲基乙氧基硅烷和倍半硅氧烷中的一种。
进一步地，步骤（2）中，按照硅源的不同，加入的有机溶剂不同：硅源为正硅酸甲酯时，有机溶剂为二甲基亚砜（DMSO）；硅源为正硅酸乙酯时，有机溶剂为乙醇；硅源为甲基三甲氧基硅烷时，有机溶剂为四氢呋喃；硅源为硅酸钠时，有机溶剂为甲苯；硅源为三甲基乙氧基硅烷或倍半硅氧烷，有机溶剂为二甲基乙酰胺。
进一步地，步骤（2）中，所述纳米纤维素晶须与有机溶剂的固液比为5~10：80~100g/mL。
进一步地，步骤（2）中，所述有机溶剂与硅源的质量比为0.8~1.5：0.3~0.6。
进一步地，步骤（2）中，所述有机溶剂与去离子水的体积比为30~50：2~4。
进一步地，步骤（2）中，所述酸的添加量按酸中氢原子与硅源中的硅原子摩尔比为10-5~10-3：1~3添加，添加酸后溶液的pH为5~6。
进一步地，步骤（2）中，所述加热搅拌是在40~80℃进行加热搅拌。
进一步地，步骤（2）中，所述水解的温度为40~80℃，时间为6~12h。
进一步地，步骤（3）中，所述静置的时间为24~48h。
进一步地，步骤（3）中，所述凝胶液包括氨水、乙醇、二甲基亚砜和六甲基二硅胺烷中的一种以上。
进一步地，步骤（3）中，所述凝胶是加入凝胶液使胶体粘度达到7~20cP。
进一步地，步骤（3）中，所述溶剂包括乙醇、正硅酸乙酯和二甲基亚砜中的一种以上。
进一步地，步骤（3）中，所述浸泡的时间为24~72h，且每隔8~16h更换一次溶剂。
进一步地，步骤（4）中，所述是采用二甲基亚砜、正己烷、正庚烷和正丁烷中的一种在恒温40~60℃下置换出硅溶胶中的步骤（3）浸泡采用的溶剂，再用三甲基氯硅烷（TMCS）的溶液浸渍24-48h进行表面改性。
更进一步地，所述三甲基氯硅烷的溶液的溶剂采用正己烷、正庚烷和正丁烷中的一种，其中，三甲基氯硅烷与溶剂的体积比为1：9~15。
进一步地，步骤（4）中，所述干燥是在80~120℃常压干燥24~48h。
进一步地，步骤（4）中，所述高温焙烧的温度为350~450℃，时间为4~8h。
进一步地，步骤（1）、（3）中，所述涂覆是用刮刀进行手工刮膜或用机械涂膜机进行涂膜。
由上述任一项所述的制备方法制得的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜，为SiO2多孔骨架结构自支撑的单层薄膜，厚度为150~300μm；所述SiO2多孔骨架结构为三维立体网络结构；煅烧后的高分子膜完全脱除，在最终得的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜中，不包括步骤（1）成型的高分子膜。
进一步地，所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜包括平板膜以及中空纤维膜两种膜型；所述中空纤维膜由所述平板膜卷制而成。
平板膜的相对单位膜面积通量大，抗污染性好；而中空纤维膜的单位体积膜面积填充密度大，造价低。
进一步地，所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的导热系数为0.02~0.03W/(mK)。
所述的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜能用于实现空气独立除湿或海水淡化。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜具有高透湿、高选择渗透性，在相同实验条件下，对水蒸气的交换速率比传统的固体复合膜提高50~200%；
（2）本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜具有高强度，薄膜中含有纳米纤维素晶须，大大增强了气凝胶薄膜的机械性能；
（3）本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶具有良好绝热性，二氧化硅气凝胶为低导热材料，在合适粘度下制成薄膜形态，能大大降低薄膜的导热系数，测量得到薄膜导热系数为0.02~0.03W/(mK)，比传统固体复合膜导热系数低50%~90%，且相比常用的聚偏氟乙烯（PVDF）膜（0.17 W/(mK)）降低了82.3%~88.2%，实际应用意义重大；
（4）本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜具有孔隙率极高的优点，孔隙率达到80~95%；
（5）本发明的制备方法简单、易操作，采用低毒性溶剂和无毒添加剂，生产过程环保，设备要求低，成膜性好，生产成本低。
附图说明
图1是本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的平板膜型的结构示意图；
图2是本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的中空纤维膜型的结构示意图；
图3是图1所示的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的平板膜用于除湿器和海水淡化器的结构示意图；
图4是图2所示的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的中空纤维膜用于除湿器和海水淡化器的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的单层膜平板膜型和中空纤维膜型的结构示意图分别如图1和图2所示，均为具有SiO2多孔支撑骨架的单层薄膜，厚度为150~300μm；如图1的平板膜1和图2的中空纤维膜2的单层多孔支架均为三维立体网状结构；平板膜1相对的单位膜面积通量大，抗污染性好；而中空纤维膜2由平板膜1卷制而成，单位体积膜面积填充密度大，造价低；
平板膜用于空气独立除湿和海水淡化：
将本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的平板膜用于空气独立除湿器和海水淡化器的结构示意图如图3所示，空气独立除湿器和海水淡化器均为平板膜的芯体，将平板膜制成与芯体底面大小相等的自支撑高透湿绝热气凝胶底膜；芯体包括溶液通道入口3、溶液通道出口4、空气通道入口5、空气通道出口6和自支撑高透湿绝热气凝胶底膜7；所述芯体为溶液通道与空气通道交错相间层叠的四方体芯体，且溶液通道入口3与空气通道入口5分别在相邻的两个侧面，溶液通道出口4和空气通道出口6分别在四面体另外两个相邻的侧面，溶液通道入口3与溶液通道出口4连通且处于相对的侧面，空气通道入口5和空气通道出口6连通且处于相对的侧面，使工作过程中溶液与空气成叉流；溶液通道与空气通道的层叠为采用底膜7进行分隔，保证溶液通道和空气通道的上下底均为自支撑高透湿绝热气凝胶底膜7。
芯体用于空气独立除湿的工作过程中，除湿溶液由溶液通道入口3进入溶液通道，高温高湿的室外空气由空气通道入口5进入空气通道，除湿溶液与室外空气形成叉流，在芯体中完成热量与水分的热湿交换；热湿交换后的低湿度空气由空气通道出口6排出，热湿交换后的除湿溶液由溶液通道出口4排出，达到独立调节室内空气湿度的目的；
芯体用于海水淡化的工作过程中，加热过的海水从溶液通道入口3进入溶液通道内，空气从空气通道入口5进入空气通道内，加热过的海水与空气形成叉流；在芯体内，加热过的海水对空气进行加湿，得到高湿度的空气；淡化后的海水从溶液通道出口4排出，而加湿后的空气从空气通道6排出并经过水冷换热器析出纯净水，从而达到海水淡化的目的。
中空纤维膜用于空气独立除湿和海水淡化：
将本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的中空纤维膜用于空气独立除湿器和海水淡化器的结构示意图如图4所示，空气独立除湿器和海水淡化器均为上下底面封闭而四周侧面未封闭的壳体；将平板膜卷制成中空纤维膜管8，并将多根中空纤维膜管8集合成具有间隙的管束，管束两端分别固定在壳体上且中空纤维管8的端口均未封闭，使中空纤维管8作为溶液通道；中空纤维管8的一端口为溶液通道入口3，另一端口为溶液出口4；与溶液通道入口3相邻的未封闭的侧面为空气通道入口5，与空气通道入口5相对的另一未封闭侧面为空气通道出口6；空气进入壳体后与溶液形成叉流；
壳体用于独立空气除湿的工作过程中，除湿溶液由溶液通道入口3进入中空纤维管8形成的溶液通道内，高温高湿的室外空气由溶液通道入口3相邻的侧面即空气通道入口5进入壳体内，室外空气与除湿溶液形成叉流，进行热量与水分的热湿交换；热湿交换后得到的低湿度空气从空气通道出口6排出，经热湿交换后的除湿溶液从溶液通道出口4排出，达到独立调节室内空气湿度的目的；
壳体用于海水淡化的工作过程中，加热过的海水从溶液通道入口3进入中空纤维素管8内，空气从空气通道入口5进入壳体内，加热过的海水与空气形成叉流；在壳体内，加热过的海水对空气进行加湿，得到高湿度的空气；淡化后的海水从溶液通道出口4排出，而加湿后的空气从空气通道6排出并经过水冷换热器析出纯净水，从而达到海水淡化的目的。
本发明具体实施例中的纳米纤维素晶须通过如下方法制备，具体包括如下步骤：
60~80℃加热搅拌下，将纤维素粉溶解于浓度为50~70wt.%的浓硫酸中，加入蒸馏水冷却至室温，并用蒸馏水离心洗涤至得到不分层的乳状悬浮液；将得到的乳状悬浮液装入纤维素透析袋中，放入去离子水中透析，直至透析液的pH达到7.0，得到的晶体经蒸馏水洗涤、-30~-50℃冷冻干燥，得到纳米纤维素晶须。
实施例1
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声20 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为10wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为150μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：50℃加热搅拌下将5g纳米纤维素晶须均匀分散于100mL的二甲基亚砜中，再加入22.4mL正硅酸甲酯、0.1mL浓度为0.1mol/L的盐酸和2mL去离子水，添加酸后溶液的pH为5，50℃下进行水解6h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置24h，加入1ml浓度为0.357mol/L的氨水和32.15mL二甲基亚砜进行凝胶，使胶体粘度达到7cP，将得到的凝胶涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为150μm，并迅速于乙醇中浸泡24h，期间更换乙醇3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经二甲基亚砜溶剂在恒温60℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正己烷=1：9的混合溶液浸渍24h进行表面改性后，100℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
制备得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为150μm，为平板膜，导热系数为0.025W/(mK)，孔隙率为90%，抗拉强度为1.7MPa，对水蒸气的交换效率为80%，比传统的固体复合膜（40%）提高100%。
实施例2
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声40 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为20wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为200μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：50℃加热搅拌下将3g纳米纤维素晶须均匀分散于50mL的乙醇中，再加入27.2mL正硅酸乙酯、1mL浓度为0.1mol/L的草酸和4mL去离子水，添加酸后溶液的pH为5.5，50℃下进行水解12h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置24h，加入0.5ml浓度为10mol/L的浓氨水和10mL乙醇进行凝胶，使胶体粘度达到10cP，将得到的凝胶涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为200μm，并迅速于二甲基亚砜中浸泡24h，期间更换二甲基亚砜3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正己烷在恒温40℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正己烷=1：10的混合溶液浸渍32h进行表面改性后，80℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经450℃高温焙烧8小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
制备得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为200μm，为平板膜，通过卷制形成中空纤维膜，中空纤维膜的导热系数为0.02W/(mK) ，孔隙率为95%，强度为1.3MPa，对水蒸气的交换速率为120%，比传统的固体复合膜（40%）提高200%。
实施例3
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声30min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为15wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为300μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：80℃加热搅拌下将10g纳米纤维素晶须均匀分散于90mL的四氢呋喃中，再加入18.2mL甲基三甲氧基硅烷、0.5mL浓度为0.1mol/L的磷酸和3mL去离子水，添加酸后溶液的pH为6，50℃下进行水解8h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置48h，加入5ml的六甲基二硅胺烷进行凝胶，使胶体粘度达到8cP，将得到的凝胶用机械涂膜机涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为200μm，并迅速于乙醇中浸泡24h，期间更换乙醇3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正庚烷在恒温50℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正庚烷=1：15的混合溶液浸渍48h进行表面改性后，120℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
制备得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为300μm，为平板膜，导热系数为0.03W/(mK) ，孔隙率为80%，强度为2.0MPa，对水蒸气的交换效率为60%，比传统的固体复合膜（40%）提高50%。
实施例4
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声20 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为15wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为200μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：40℃加热搅拌下将10g纳米纤维素晶须均匀分散于100mL的甲苯中，再加入30.12mL的水玻璃（纯物质）、0.01mL浓度为2mol/L的磷酸和3mL去离子水，添加酸后溶液的pH为5.5，50℃下进行水解8h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置48h，加入0.5ml浓度为10mol/L的浓氨水和46.12mL乙醇进行凝胶，使胶体粘度达到10cP，将得到的凝胶用机械涂膜机涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为150μm，并迅速于乙醇和正硅酸乙酯的混合溶液（4：1v/v）中浸泡24h，期间更换混合溶液3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正庚烷在恒温40℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正庚烷=1：9的混合溶液浸渍24h进行表面改性后，120℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为200μm，为平板膜，通过卷制形成中空纤维膜，中空纤维膜导热系数为0.0289W/(mK) ，孔隙率为85%，强度为1.8MPa，对水蒸气的交换效率为100%，比传统的固体复合膜（40%）提高150%。
实施例5
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声40 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为18wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为200μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：40℃加热搅拌下将10g纳米纤维素晶须均匀分散于90mL的甲苯中，再加入27.82mL的水玻璃、0.05mL浓度为0.5mol/L的磷酸和2mL去离子水，添加酸后溶液的pH为6，50℃下进行水解10h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置48h，加入0.3ml浓度为10mol/L的浓氨水和56.84mL乙醇进行凝胶，使胶体粘度达到8cP，将得到的凝胶用机械涂膜机涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为300μm，并迅速于正硅酸乙酯中浸泡48h，期间更换正硅酸乙酯3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正丁烷在恒温40℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正丁烷=1：9的混合溶液浸渍24h进行表面改性后，80℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为150μm，为平板膜，导热系数为0.027W/(mK) ，孔隙率为90%，强度为1.9MPa，对水蒸气的交换效率为90%，比传统的固体复合膜（40%）提高125%。
实施例6
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声25 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为12wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为250μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：40℃加热搅拌下将8g纳米纤维素晶须均匀分散于92mL的二甲基乙酰胺中，再加入22.4mL甲基三乙氧基硅烷、2mL浓度为0.05mol/L的盐酸和3.5mL去离子水，添加酸后溶液的pH为5，50℃下进行水解8h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置24h，加入0.6ml浓度为10mol/L的浓氨水进行凝胶，使胶体粘度达到9cP，将得到的凝胶用机械涂膜机涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为200μm，并迅速于乙醇中浸泡48h，期间更换乙醇3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正丁烷在恒温50℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正丁烷=1：9的混合溶液浸渍32h进行表面改性后，80℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为180μm，为平板膜，通过卷制形成中空纤维膜，中空纤维膜导热系数为0.029W/(mK) ，孔隙率为87%，强度为1.4MPa，对水蒸气的交换效率为70%，比传统的固体复合膜（40%）提高75%。
实施例7
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声30 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为16wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为210μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：60℃加热搅拌下将15g纳米纤维素晶须均匀分散于85mL的二甲基乙酰胺中，再加入17.2mL甲基三甲氧基硅烷、1.5mL浓度为0.1mol/L的盐酸和3.5mL去离子水，添加酸后溶液的pH为6，50℃下进行水解7h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置24h，加入0.3ml浓度为10mol/L的浓氨水进行凝胶，使胶体粘度达到10cP，将得到的凝胶用机械涂膜机涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为150μm，并迅速于乙醇中浸泡48h，期间更换乙醇3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正丁烷在恒温60℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正己烷=1：12的混合溶液浸渍48h进行表面改性后，80℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为300μm，为平板膜，导热系数为0.0289W/(mK) ，孔隙率为92%，强度为2.0MPa，对水蒸气的交换效率为85%，比传统的固体复合膜（40%）提高112.5%。
实施例8
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声35 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为20wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为150μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：40℃加热搅拌下将5g纳米纤维素晶须均匀分散于95mL的二甲基乙酰胺中，再加入22.4mL倍半氧硅烷、2mL浓度为0.5mol/L的草酸和3.5mL去离子水，添加酸后溶液的pH为25，80℃下进行水解12h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置24h，加入1ml浓度为10mol/L的浓氨水进行凝胶，使胶体粘度达到7cP，将得到的凝胶用机械涂膜机涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为200μm，并迅速于乙醇和正硅酸乙酯的混合溶液（乙醇：正硅酸乙酯=1：4v/v）中浸泡48h，期间更换混合溶液3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正丁烷在恒温40℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正己烷=1：15的混合溶液浸渍32h进行表面改性后，80℃下常压干燥48h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为250μm，为平板膜，导热系数为0.03W/(mK) ，孔隙率为83%，强度为1.8MPa，对水蒸气的交换效率为95%，比传统的固体复合膜（40%）提高137.5%。
实施例9
（1）模板的制备：将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声20 min洗涤干净，除去表面油污，将浓度为10wt.%的丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物（PAMS）的溶液经孔径30~50μm的微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，涂覆厚度为250μm，得到模板，待用；
（2）纳米纤维素的水解：40℃加热搅拌下将12g纳米纤维素晶须均匀分散于88mL的二甲基乙酰胺中，再加入27.2mL倍半氧硅烷、1mL浓度为0.8mol/L的草酸和2mL去离子水，添加酸后溶液的pH为5，80℃下进行水解6h；
（3）气凝胶薄膜的制备：水解结束后，静置24h，加入1.5ml浓度为10mol/L的浓氨水进行凝胶，使胶体粘度达到8cP，将得到的凝胶用机械涂膜机涂覆于模板具有PAMS的一侧上形成气凝胶薄膜，厚度为300μm，并迅速于乙醇和正硅酸乙酯的混合溶液（4：1v/v）中浸泡72h，期间更换混合溶液3次，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）气凝胶薄膜的后处理：将负载有气凝胶薄膜的模板经正丁烷在恒温40℃下置换出硅溶胶中的乙醇，再用体积比为TMCS：正己烷=1：10的混合溶液浸渍48h表面进行改性后，80℃下常压干燥72h，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经350℃高温焙烧4小时，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
得到的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的厚度为150μm，为平板膜，导热系数为0.0295W/(mK) ，孔隙率为87%，强度为1.5MPa，对水蒸气的交换效率为110%，比传统的固体复合膜（40%）提高175%。
本发明的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜能用于实现空气除湿与海水淡化，该自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜为三维多孔网状结构，导热系数极低，集高强度、高透湿量、高选择渗透性以及绝热性于一体；测试表明，同样实验条件下，水蒸气交换速率比传统的固体复合膜提高50~200%，导热系数低50%~90%；同时，本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜具有孔隙率高的优点；本发明的自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法简单、易操作，设备投资少，孔隙率高、成膜性好。
Claims (10)
1.一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将玻璃基片洗涤干净，除去表面油污；将高分子聚合物的溶液经微孔滤纸过滤后涂覆在玻璃基片上，得到模板，待用；
（2）加热搅拌下将纳米纤维素晶须均匀分散于有机溶剂中，再加入硅源、酸和去离子水进行水解；
（3）水解结束后，静置，加入凝胶液进行凝胶，将得到的凝胶涂覆于模板具有高分子聚合物的一侧上形成气凝胶薄膜，并迅速浸泡于溶剂中，取出，得到负载有气凝胶薄膜的模板；
（4）将负载有气凝胶薄膜的模板经溶剂交换及表面改性后，干燥，从玻璃基片上剥离得到气凝胶薄膜，经高温焙烧，得到所述自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述洗涤是将玻璃基片依次浸泡在乙醇、丙酮以及去离子水中分别超声20~40min；所述高分子聚合物包括丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物；所述高分子聚合物的溶液的质量浓度为10~20 wt.%；所述微孔滤纸的孔径大小为30~50μm。
3.根据权利要求1所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述纳米纤维素晶须通过如下方法制备得到：
加热搅拌下将纤维素粉溶解于浓硫酸中，冷却至室温，用蒸馏水离心洗涤至得到不分层的乳状悬浮液；将得到的乳状悬浮液透析分离后，得到的晶体经水洗、冷冻干燥，得到纳米纤维素晶须。
4.根据权利要求3所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌是在60~80℃下进行搅拌；所述浓硫酸的浓度为50~70wt.%；所述冷却至室温是直接加入蒸馏水进行冷却；所述透析将离心得到的乳状悬浮液装入纤维素透析袋中，放入去离子水中透析，直至透析液的pH达到7.0；所述冷冻干燥是在-30~-50℃进行冷冻干燥。
5.根据权利要求1所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述硅源包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、水玻璃、三甲基乙氧基硅烷和倍半硅氧烷中的一种；按照硅源的不同，加入的有机溶剂不同：硅源为正硅酸甲酯时，有机溶剂为二甲基亚砜；硅源为正硅酸乙酯时，有机溶剂为乙醇；硅源为甲基三甲氧基硅烷时，有机溶剂为四氢呋喃；硅源为硅酸钠时，有机溶剂为甲苯；硅源为三甲基乙氧基硅烷或倍半硅氧烷，有机溶剂为二甲基乙酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述纳米纤维素晶须与有机溶剂的固液比为5~10：80~100g/mL；所述有机溶剂与硅源的质量比为0.8~1.5：0.3~0.6；所述有机溶剂与去离子水的体积比为30~50：2~4；所述酸的添加量按酸中氢原子与硅源中的硅原子摩尔比为10-5~10-3：1~3添加，添加酸后溶液的pH为5~6。
7.根据权利要求1所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述加热搅拌是在40~80℃进行加热搅拌；所述水解的温度为40~80℃，时间为6~12h。
8.根据权利要求1所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述静置的时间为24~48h；所述凝胶液包括氨水、乙醇、二甲基亚砜和六甲基二硅胺烷中的一种以上；所述凝胶是加入凝胶液使胶体粘度达到7~20cP；所述溶剂包括乙醇、正硅酸乙酯和二甲基亚砜中的一种以上；所述浸泡的时间为24~72h，且每隔8~16h更换一次溶剂。
9.根据权利要求1所述的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述溶剂交换及表面改性是采用二甲基亚砜、正己烷、正庚烷和正丁烷中的一种在恒温40~60℃下置换出硅溶胶中的步骤（3）浸泡采用的溶剂，再用三甲基氯硅烷的溶液浸渍24-48h进行表面改性；所述三甲基氯硅烷的溶液的溶剂采用正己烷、正庚烷和正丁烷中的一种，其中，三甲基氯硅烷与溶剂的体积比为1：9~15；所述干燥是在80~120℃常压干燥24~48h；所述高温焙烧的温度为350~450℃，时间为4~8h。
10.由权利要求1~9任一项所述的制备方法制得的一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜，其特征在于，为SiO2多孔骨架结构自支撑的单层薄膜，导热系数为0.02~0.03W/(mK)，厚度为150~300μm，包括平板膜以及中空纤维膜两种膜型；所述SiO2多孔骨架结构为三维立体网络结构；所述中空纤维膜由所述平板膜卷制而成。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710643131.5A CN107335345B (zh) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 |
| US16/638,468 US11285442B2 (en) | 2017-07-31 | 2018-04-23 | Self-supporting highly moisture-permeable heat-insulating aerogel film and preparation method thereof |
| PCT/CN2018/084001 WO2019024544A1 (zh) | 2017-07-31 | 2018-04-23 | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710643131.5A CN107335345B (zh) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107335345A true CN107335345A (zh) | 2017-11-10 |
| CN107335345B CN107335345B (zh) | 2020-06-19 |
Family
ID=60216687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710643131.5A Active CN107335345B (zh) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11285442B2 (zh) |
| CN (1) | CN107335345B (zh) |
| WO (1) | WO2019024544A1 (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108816055A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-16 | 青岛科技大学 | 一种生物可降解油水分离多孔膜的制备方法 |
| WO2019024544A1 (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 华南理工大学 | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 |
| CN109553184A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-02 | 殷伟卿 | 一种新型mbr平板分离膜、mbr平板膜组件及其应用 |
| CN111773928A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-16 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种气凝胶复合膜及其制备方法和应用 |
| CN112144177A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备工艺 |
| CN112932786A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-11 | 陈振林 | 一种全密封的护目镜 |
| CN113368791A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-09-10 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性可拉折梯度孔结构气凝胶薄膜、其制备方法及应用 |
| CN115124758A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-09-30 | 大连海洋大学 | 一种气凝胶复合材料的制备工艺 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114622442B (zh) * | 2021-07-05 | 2023-06-16 | 重庆大学 | 一种新型绝缘纸材料及其制备方法和应用 |
| CN114059737B (zh) * | 2021-11-17 | 2023-06-02 | 瑞宇建设有限公司 | 仿幕墙保温装饰外墙板施工工艺 |
| CN115364692B (zh) * | 2022-08-12 | 2023-08-25 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种基于纤维素纳米纤维增强水凝胶转化制备的空气过滤复合膜及其制备方法 |
| CN115411451B (zh) * | 2022-08-26 | 2024-03-08 | 深圳市朗泰沣电子有限公司 | 一种抗冲击锂电池复合膜及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101829502A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-09-15 | 张鹏 | 一种基于气凝胶的膜蒸馏及相关膜过程用膜 |
| CN106000117A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-10-12 | 华南理工大学 | 一种低导热亲水-憎水双极复合膜及其制备方法和应用 |
| CN106450116A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-02-22 | 郑州大学 | 新型锂离子电池用疏水性二氧化硅气凝胶复合隔膜 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5948148A (en) * | 1998-03-27 | 1999-09-07 | Ricardo Cuevas B. | Process and product for rendering a substance flame resistant |
| CN1212268C (zh) * | 2003-11-20 | 2005-07-27 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 二氧化硅气凝胶薄膜材料的制备方法 |
| CA2765035A1 (en) * | 2009-06-11 | 2010-12-16 | Case Western Reserve University | Porous material having controlled voids and method of making the same |
| US9187865B2 (en) * | 2012-11-30 | 2015-11-17 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Processes and apparatus for producing nanocellulose, and compositions and products produced therefrom |
| CN104479174B (zh) * | 2014-12-14 | 2017-08-01 | 苏州大学 | 一种基于纤维素的磁性气凝胶材料及其制备方法 |
| CN106987831B (zh) * | 2017-02-28 | 2019-01-22 | 河南工程学院 | 一种基于纳米结晶纤维素气凝胶的无铬钝化液及其制备方法 |
| CN107335345B (zh) * | 2017-07-31 | 2020-06-19 | 华南理工大学 | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 |
| US20210206926A1 (en) * | 2018-06-01 | 2021-07-08 | Virginia Commonwealth University | Polymeric aerogel composite and synthesis by ambient and freeze-drying` |
-
2017
- 2017-07-31 CN CN201710643131.5A patent/CN107335345B/zh active Active
-
2018
- 2018-04-23 WO PCT/CN2018/084001 patent/WO2019024544A1/zh active Application Filing
- 2018-04-23 US US16/638,468 patent/US11285442B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101829502A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-09-15 | 张鹏 | 一种基于气凝胶的膜蒸馏及相关膜过程用膜 |
| CN106000117A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-10-12 | 华南理工大学 | 一种低导热亲水-憎水双极复合膜及其制备方法和应用 |
| CN106450116A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-02-22 | 郑州大学 | 新型锂离子电池用疏水性二氧化硅气凝胶复合隔膜 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11285442B2 (en) | 2017-07-31 | 2022-03-29 | South China University Of Technology | Self-supporting highly moisture-permeable heat-insulating aerogel film and preparation method thereof |
| WO2019024544A1 (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-07 | 华南理工大学 | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 |
| CN108816055A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-11-16 | 青岛科技大学 | 一种生物可降解油水分离多孔膜的制备方法 |
| CN108816055B (zh) * | 2018-07-04 | 2021-05-14 | 青岛科技大学 | 一种生物可降解油水分离多孔膜的制备方法 |
| CN109553184A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-02 | 殷伟卿 | 一种新型mbr平板分离膜、mbr平板膜组件及其应用 |
| CN109553184B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-04-02 | 殷伟卿 | 一种mbr平板分离膜、mbr平板膜组件及其应用 |
| CN111773928A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-16 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种气凝胶复合膜及其制备方法和应用 |
| WO2022000608A1 (zh) * | 2020-07-02 | 2022-01-06 | 中国科学院城市环境研究所 | 一种气凝胶复合膜及制备方法和应用 |
| CN112144177A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-29 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种聚四氟乙烯纳米纤维膜及其制备工艺 |
| CN112932786A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-11 | 陈振林 | 一种全密封的护目镜 |
| CN112932786B (zh) * | 2021-02-02 | 2024-01-23 | 陈振林 | 一种全密封的护目镜 |
| CN113368791A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-09-10 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性可拉折梯度孔结构气凝胶薄膜、其制备方法及应用 |
| CN113368791B (zh) * | 2021-07-12 | 2022-09-23 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 柔性可拉折梯度孔结构气凝胶薄膜、其制备方法及应用 |
| CN115124758A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-09-30 | 大连海洋大学 | 一种气凝胶复合材料的制备工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20200261854A1 (en) | 2020-08-20 |
| CN107335345B (zh) | 2020-06-19 |
| WO2019024544A1 (zh) | 2019-02-07 |
| US11285442B2 (en) | 2022-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107335345A (zh) | 一种自支撑高透湿绝热气凝胶薄膜及其制备方法 | |
| CN101947416B (zh) | 一种高选择性非对称透湿膜及其制备方法和应用 | |
| CN103194058A (zh) | 一种高导热透湿膜及其制备方法 | |
| CN111773928B (zh) | 一种气凝胶复合膜及其制备方法和应用 | |
| CN106000117A (zh) | 一种低导热亲水-憎水双极复合膜及其制备方法和应用 | |
| CN105833736A (zh) | 一种高选择性低导热非对称透湿膜及其制备方法和应用 | |
| CN102755841A (zh) | 具有β晶相结构的疏水PVDF微孔膜的制备方法及产品 | |
| CN108126532A (zh) | 一种疏水陶瓷膜的制备方法 | |
| CN104307379B (zh) | 一种喷涂仿生矿化组装超亲水有机-无机杂化膜的方法 | |
| CN114751718B (zh) | 一种常压制备疏水二氧化硅气凝胶毡的方法 | |
| CN110252152A (zh) | 一种具有较高渗透通量的柔性有机溶剂反渗透膜、制备方法及应用 | |
| CN105086687A (zh) | 一种分子筛涂层铝箔及其制备方法 | |
| CN109173749A (zh) | 一种亲水性多孔薄膜、其制备方法与应用 | |
| CN106606930A (zh) | 一种磁性疏水膜、制备方法以及加油站VOCs回收方法 | |
| CN106492657A (zh) | 一种水铝英石硅纳米管杂化正渗透膜 | |
| CN102430323B (zh) | 一种室内环境除湿装置 | |
| CN106829972A (zh) | 一种疏水性气凝胶及其制备方法、气凝胶毡 | |
| CN106345316B (zh) | 一种抗酸性腐蚀的微孔滤膜 | |
| CN112159248A (zh) | 自疏水型纳米孔气凝胶复合绝热材料的制备方法 | |
| CN105442098B (zh) | 一种PVP涂覆的韧性SiO2气凝胶纤维的制备方法 | |
| CN108057347A (zh) | 一种用于污水处理的聚丙烯腈复合纳滤膜及其制备方法 | |
| CN109231365B (zh) | 一种PIMs超薄层复合中空纤维膜在分离醇水中的应用 | |
| CN110124522B (zh) | 一种基于自焦耳热效应的碳管膜蒸馏方法 | |
| CN107456881B (zh) | 一种平板多层复合膜及其制备方法 | |
| CN115282892A (zh) | 一种三明治式长效阻盐的凝胶光热蒸发器的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |