一种用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115970510A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310060555.4B01D61/36(2006.01)(22)申请日2023.01.18B01D17/00(2006.01)(71)申请人郑州大学地址450001河南省郑州市高新技术开发区科学大道100号(72)发明人董冠英张亚涛牛鑫蒲王言刘顺新(74)专利代理机构郑州知劲专利代理事务所(普通合伙)41193专利代理师黄龙(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D71/06(2006.01)B01D71/70(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于膜技术分离有机溶剂领域，特别涉及一种用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜及其制备方法和应用。本发明采用两种含不同芳基基团和空间构形差异的有机硅前驱体，通过共缩合策略制备所述有机硅复合膜。本发明制备的有机硅复合膜，由于改善了芳烃分子与膜孔内芳基基团之间的可及性，同时强化了膜孔的筛分特性，进而实现芳烃/烷烃的高效分离。除此之外，有机硅复合凝胶配制过程简单快速、条件温和、成本低、所需溶剂毒性较低，制膜重复性高。CN115970510ACN115970510A权利要求书1/1页1.一种用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，以式I和式II化合物为有机硅前驱体，通过共缩合制备获得所述有机硅复合膜；2.如权利要求1所述的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，式I化合物BTESBP与式II化合物PhTES的质量比为10‑50：1。3.如权利要求2所述的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，先将式I化合物与式II化合物制成有机硅复合凝胶，然后负载在载体上，之后煅烧处理。4.如权利要求3所述的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，制作有机硅复合凝胶时，将式I化合物与式II化合物先溶解于乙醇、N‑甲基吡咯烷酮或四氢呋喃中并充分混合，然后依次加入水、酸进行反应。5.如权利要求4所述的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，有机硅复合凝胶中有机硅前驱体的总浓度为0.1‑0.5wt％。6.如权利要求5所述的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，所述的有机硅复合凝胶中，有机硅前驱体：酸：水的摩尔比为1：0.1：60‑240，于30‑50℃反应1‑3h。7.如权利要求3所述的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，以氧化铝为载体，先在其上涂敷凝胶中间层，并在空气氛围、温度600‑800℃下煅烧10‑30min。8.如权利要求3所述的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜的制备方法，其特征在于，所述煅烧是在惰性气保护下于300‑600℃煅烧1‑3h。9.权利要求1‑8任一所述制备方法获得的用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜。10.权利要求9所述有机硅复合膜在芳烃/烷烃有机溶剂体系分离中的应用。2CN115970510A说明书1/5页一种用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于膜技术分离有机溶剂领域，特别涉及一种用于芳烃/烷烃有机溶剂体系分离的有机硅复合膜及其制备方法和应用。背景技术[0002]长期以来我国乙烯产能增长缓慢，供需缺口较大，乙烯下游衍生品进口依存度偏高。石脑油作为我国生产乙烯的主要原料，占比超60％。一般认为，只有当石脑油中烷烃含量超过65％时才能满足蒸汽热裂解制乙烯的要求；同时，大幅降低石脑油中芳烃占比可有效避免裂解炉生焦、乙烯转化率低等问题。然而，芳烃、烷烃分子结构多样、物理性质极为相似且易形成共沸物，分离难度较高。迄今为止，传统的芳烃/烷烃分离技术(如共沸精馏、抽提精馏等)占据主导，但往往面临芳烃/烷烃分离选择性低、能耗高等问题。[0003]膜分离法是一种效率高、能耗低和环境友好的分离方法，具有良好的应用前景。目前，已报道的芳烃/烷烃分离膜主要为聚合物膜和杂化膜。鉴于芳烃分子具有离域π电子，聚合物膜主要由含强极性基团或含苯环结构的聚合物膜材料制得，利用其强π电子接受能力强化芳烃分子在膜内的溶解。然而，聚合物膜结构通常较致密、渗透性较差，且分离特性存在选择性和渗透性相互制衡的关系。另外，聚合物膜在有机溶剂环境下的链段运动现象及由此引发的溶胀、选择性丧失问题难以避免，限制了其实际应用。相比之下，杂化膜在聚合物膜材