0016采用本发明方法制备得到的渗透汽化透醇杂化膜对体积百分比浓度V/V为2060的甲醇水溶液具有较强的分离能力,可用于甲醇废水的分离和净化处理。0017与现有技术相比较,由于本发明采用了聚乙烯醇与硅烷偶联剂进行溶胶凝胶反应和交联反应制备用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜,其突出特点是通过分子间的健合作用在聚合物分子链上得到无机组分,提高了渗透汽化杂化膜的耐温性;而且在所制备得到的渗透汽化杂化膜中甲。
15、醇可以优先透过,是优先透醇杂化膜,采用本发明方法制膜过程中不使用有毒溶剂,安全清洁,可以满足环境条件较为恶劣的体系对废水中甲醇的脱除及分离要求。0018与中国专利ZL2007100407643报道的以无机陶瓷膜为载体,通过在大孔陶瓷膜表面化学气相沉积、接枝聚合和开环反应来制备有机无机复合渗透汽化分离膜的方法相比,本发明制备方法简单,原料来源广,成本低,操作过程安全、无毒,杂化膜的耐温性能高,优先透醇,对甲醇废水分离效果较好。克服了该方法制备的渗透汽化膜耐温性差、只能优先透水,不能用于脱除废水中甲醇的缺点。0019与中国专利2008100609813公开的以聚二甲基硅氧烷为原料交联硅酸酯类化合物。
16、来制备分离醇水体系的渗透汽化膜的方法相比,本发明的制备工艺简单,原料来源广,成本低,杂化膜的耐温性能高,优先透醇,可以规模化生产。克服了该方法制备的渗透汽化膜耐温性差、溶剂毒性大、不能用于分离高浓度甲醇水溶液的缺点。具体实施方式0020以下通过具体实施例进一步详细说明本发明用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜的制备方法。0021实施例1以反应物质量比聚乙烯醇PVAN氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷A1120乙醛3303制备用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜0022在空气或氮气气氛中,向装有搅拌器的250ML容器中加入3G分子量为1750的聚说明书CN102029115ACN102029117A3。
17、/8页6乙烯醇简称PVA,加水配制成质量百分浓度为3的聚乙烯醇水溶液;在90条件下,不断搅拌至PVA完全溶解,继续搅拌5H,加入3ML硅烷偶联剂N氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷A1120和1ML浓度为01M的稀盐酸,在30进行溶胶凝胶反应24H,继续搅拌10H,再滴加3ML质量百分浓度为40的交联剂乙醛溶液进行交联反应24H,至得到溶液,将该溶液静置脱泡。当PVA的分子量较大时,PVA在水中溶解较慢,这时可以适当加热以加快反应速度。0023将上述溶液静置脱泡后缓慢均匀地倾倒在洁净、干燥的玻璃板上刮膜,静置2H后,在60对流干燥24H、冷却,从玻璃板上取下膜,再用去离子水或乙醇清洗3次,在100对流干。
18、燥12H,即得到可用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜。0024红外光谱测试分析表明在1110CM1处出现了SIOSI和SIOC的特征峰,说明该膜中含有无机组分SI,所以本实施例中制备所得到的膜是无机有机杂化渗透汽化膜。TGA热分析测试结果表明所得到的渗透汽化透醇杂化膜热降解温度约为250,说明其热稳定性好,耐温性较高。0025利用渗透蒸发膜分离装置单膜池,天津大学北洋化工实验设备有限公司生产将本实施例中制备得到的渗透汽化透醇杂化膜进行脱除废水模拟液中甲醇的试验,实验过程如下分别配制含甲醇体积百分比浓度V/V为20、40和60的甲醇水溶液,分别将其注入到容积为10升的各料液罐中,随后将膜置于。
19、有效膜面积为16CM2的膜池内,安装完毕后打开真空泵检查装置的气密性,直至整个装置完全不漏气为止。装置调试好以后,启动渗透蒸发膜分离装置,打开真空泵将膜池下方的负压抽到01MPA随后将料液预热到30,调节料液流速至10L/MIN,打开冷阱出口开关,用试管接取透过液待用。0026再用SP2100A型气相色谱仪北京北分瑞利分析仪器有限责任公司生产分别检测透过液与透余液中甲醇的含量,称量一定时间内接取的透过液重量,据此计算膜的渗透通量和分离因子,结果如表1中所示。0027表1、30时渗透汽化透醇杂化膜脱除水溶液中甲醇的实验结果00280029改变料液的温度,获得渗透汽化透醇杂化膜分离体积百分比浓度V。
20、/V为20的甲醇水溶液时的渗透通量和分离因子,结果如表2中所示。0030表2、不同温度下渗透汽化透醇杂化膜分离体积百分比浓度为20的甲醇水溶液的实验结果说明书CN102029115ACN102029117A4/8页700310032比较原料液和透过液中的甲醇浓度可知透过液中甲醇浓度升高了,说明在本实施例所制备的渗透汽化杂化膜中甲醇可以优先透过膜,所以该膜是优先透醇杂化膜。0033从渗透汽化透醇杂化膜进行脱除废水模拟液中甲醇的试验测试可知,本实施例中制备的渗透汽化透醇杂化膜可用于脱除水溶液中的甲醇,分离效果较好。0034实施例2以反应物质量比聚乙烯醇PVAN氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷A1120苯乙。
21、醛01503制备用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜0035采用与实施例1中同样的反应装置和操作步骤,在空气或氮气气氛中,在0温度条件下,用水溶解01G分子量为1750的PVA原料,加水配制成质量百分浓度为01的聚乙烯醇水溶液,不断搅拌至PVA完全溶解,继续搅拌2H,加入5ML硅烷偶联剂N氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷A1120和10ML浓度为001M的稀硫酸,在150进行溶胶凝胶反应1H,再滴加3ML质量百分浓度为10的交联剂苯乙醛溶液在120下进行交联反应12H,至得到溶液。然后用该溶液静置、脱泡后在AL2O3陶瓷支撑基体上浸渍涂膜至得到膜片,将膜片在放在200、相对湿度为70的空气环境中红外。
22、线干燥5H,得到杂化膜,再用去离子水或乙醇清洗3次,在100对流干燥12H,即得到含有支撑基体的可用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜。0036采用与实施例1中同样的渗透蒸发膜分离装置和操作步骤,对本实施例中制备得到的渗透汽化透醇杂化膜进行脱除水溶液中甲醇的试验,所用甲醇体积百分比浓度V/V分别为20、40和60,计算得到膜的渗透通量和分离因子,结果如表3中所示。0037表3、30时渗透汽化透醇杂化膜脱除水溶液中甲醇的实验结果00380039在3050温度范围内,改变料液的温度,获得渗透汽化透醇杂化膜分离体积百分比浓度V/V为20的甲醇水溶液时的渗透通量和分离因子,结果如表4中所示。0040。
23、表4、不同温度下渗透汽化透醇杂化膜分离体积百分比浓度为20的甲醇水溶液的实验结果说明书CN102029115ACN102029117A5/8页800410042比较原料液和透过液中甲醇浓度可知透过液中甲醇浓度升高了,说明本实施例所制备的渗透汽化杂化膜甲醇可以优先透过,所以本实施例所制备的该膜是优先透醇杂化膜。0043从渗透汽化透醇杂化膜进行脱除废水模拟液中甲醇的试验测试可知,本实施例中制备得到的渗透汽化透醇杂化膜可用于脱除水溶液中的甲醇,分离效果较好。0044实施例3以反应物质量比聚乙烯醇PVA苯胺甲基三乙氧基硅烷ND42钛酸丁酯乙醛102203制备用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜004。
24、5采用与实施例1同样的反应装置和操作步骤,在空气或氮气气氛中,向装有搅拌器的250ML容器中加入10G分子量为1750的聚乙烯醇PVA,加水配制成质量百分浓度为10的聚乙烯醇水溶液;在80温度条件下,不断搅拌至PVA完全溶解,继续搅拌5H,加入2ML硅烷偶联剂苯胺甲基三乙氧基硅烷ND42和5ML浓度为001M的稀盐酸,在30进行溶胶凝胶反应48H,分别加入2ML钛酸丁酯和15ML溶剂N,N二甲基甲酰胺DMF,继续搅拌12H,再滴加30ML质量百分浓度为1的交联剂乙醛溶液进行交联反应1H,至得到溶液,将该溶液静置、脱泡。0046将上述溶液静置脱泡后缓慢均匀地倾倒在洁净、干燥的玻璃板上流动涂膜,静。
25、置2H后,在150、空气气氛中对流干燥12H、冷却,从玻璃板上取下膜,再用去离子水或乙醇清洗3次,在100对流干燥12H,即得到不含支撑基体的可用于脱除废水中甲醇的渗透汽化透醇杂化膜。0047红外光谱测试表明9001150CM1处是SIOTI的强吸收峰,说明钛被嫁接到分子链上。1100CM1处是SIOC和SIOSI的强吸收峰,说明所得产物是杂化材料。0048采用与实施例1中同样的渗透蒸发膜分离装置和操作步骤,对本实施例中制备得到的渗透汽化杂化膜进行脱除水溶液中甲醇的试验,所用甲醇的体积百分比浓度V/V分别为20、40和60,计算得到膜的渗透通量和分离因子,结果如表5中所示。0049表5、30时。
26、渗透汽化透醇杂化膜脱除水溶液中甲醇的实验结果00500051在3050温度范围内,改变料液的温度,获得渗透汽化透醇杂化膜分离体积百分比浓度V/V为20的甲醇水溶液时的渗透通量和分离因子,结果如表6中所示。0052表6、不同温度下渗透汽化透醇杂化膜分离体积百分比浓度为20的甲醇水溶液说明书CN102029115ACN102029117A6/8页9的实验结果00530054