【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于膜材料制備，具體涉及一種mxene摻雜的有機硅滲透汽化脫水膜及其制備方法。
技術介紹
1、醇/水分離是能源密集型生產的關鍵步驟，目前主要的分離技術有特殊精餾(共沸精餾、萃取精餾)、分子篩吸附、膜分離(滲透汽化)。滲透汽化作為膜分離技術的一個分支，具有能耗低、環境友好、占地面積小和操作條件溫和等優點，被認為是化工和能源行業替代傳統分離技術(如精餾、吸附等)的理想選擇。此外，滲透汽化不受汽液平衡的限制，在共沸混合物的分離上有著較大的優勢。有機硅材料結合了有機組分和無機組分的優良性能，具有高比表面積、孔徑可調、良好的水熱穩定性和優異的耐化學性等優點，在氣體分離、有機溶劑分離(反滲透、滲透汽化、納濾等)等領域應用廣泛，但尚未實現工業化應用。隨著對有機硅膜的進一步研究，為了滿足各種分離體系的需求和進一步提高膜的分離性能，針對有機硅膜的各種改性策略層出不窮，通過摻雜改性實現對膜孔徑的調控是較為常見的一種。目前存在的主要問題是btesa有機硅膜用于醇/水混合物滲透汽化脫水分離因子較低和適用體系較窄的問題。
技術實現思路
1、針對btesa有機硅膜用于醇/水混合物滲透汽化脫水分離因子較低和適用體系較窄的問題，本專利技術提出在btesa有機硅溶膠中摻入mxene二維納米片，利用mxene表面的眾多親水基團和單層mxene二維納米片可能形成的二維納米水分子快速傳輸通道來優化有機硅膜的表面性質和網絡結構。由此制備得到高選擇性滲透汽化脫水用有機硅膜。
2、mxene是近年來新興的
3、為了實現本專利技術目的，本專利技術的膜制備技術方案如下：
4、一種mxene摻雜的有機硅滲透汽化脫水及其制備方法，具體步驟如下：
5、(1)以btesa為硅源前驅體，加入mxene單層納米片溶液，鹽酸為催化劑，在乙醇溶液中與水進行水解聚合反應，反應溫度為40℃，反應時間為2h，制備得到btesa/mxene溶膠。
6、(2)關于有機硅溶膠中各組分的摩爾比為btesa：h2o：hcl＝1：
7、60：0.2，合成的有機硅溶膠中有機硅前驅體的質量比為2.5wt％。(3)摻雜mxene單層納米片溶液之前，需超聲1-2h。根據mxene
8、在雜化膜中的不同質量占比將膜命名為btesa/mxene-n
9、(n＝0.1％、0.2％、0.3％、0.5％)
10、(4)將btesa/mxene有機硅混合溶膠通過擦涂法涂覆在有二氧化硅-氧化鋯納米過渡層的陶瓷支撐體上，在250℃氮氣氛圍下煅燒30min，重復此過程2-3次，制備得到btesa/mxene有機硅膜。
11、(5)其中，所述二氧化硅-氧化鋯過渡層是通過熱涂法將二氧化硅-氧化鋯溶膠擦涂在陶瓷支撐體上，并在550℃下煅燒15-20min，并重復8-12次制備。
12、(6)將制備好的btesa/mxene雜化膜用于乙醇/水、異丙醇水、正丁醇/水體系的滲透汽化脫水測試，并利用滲透通量j和分離因子α來評價膜的分離性能。
13、(7)滲透通量和分離因子的計算公式如下
14、
15、其中j是總滲透通量(kg?m-2h-1)，q是滲透液質量(kg)，a是膜表面積(m2)，t是滲透時間(h)。yi和yj是滲透液中組分i和j的質量分數，xi和xj是原料液中組分i和j的質量分數。
16、本專利技術的有益效果如下：
17、本專利技術提供了一種mxene摻雜的有機硅滲透汽化脫水膜及其制備方法，通過在有機硅溶膠中摻雜mxene納米片對有機硅膜進行了改性，利用mxene納米片的親水性基團對膜的表明性質進行調控，同時通過mxene在有機硅網絡中的規則排列，為水分子提供快速傳輸通道，從而提高膜的滲透汽化分離性能。
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1.一種MXene摻雜的有機硅滲透汽化脫水及其制備方法，其特征在于，該制備方法具體步驟如下：
【技術特征摘要】
1.一種mxene摻雜的有機硅滲透汽化脫水及其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李綱，張明輝，唐宇虹，宋鋒，姬學剛，鐘璟，郭猛，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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