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一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法與流程

文檔序號:12669675閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于該方法具體是按以下步驟完成的:

一、制備生物炭:將樹皮磨成粉末,再在溫度為100℃~105℃下烘干12h~30h,再在氮氣氣氛和溫度為500℃~600℃下高溫處理1h~1.5h,得到生物炭;

二、將步驟一中得到的生物炭進行研磨,再在溫度為100℃~140℃下干燥12h~30h,得到粒徑為50nm~60nm的生物炭粉末;

三、使用濾紙對粒徑為50nm~60nm的生物炭粉末進行包裹,再放置于索氏抽提器中,再采用甲苯為溶劑,在氮氣保護下抽提20h~30h,得到抽提后的生物炭粉;將抽提后的生物炭粉在常溫下進行干燥,得到干燥的生物炭粉;

四、將步驟三中得到的干燥的生物炭粉和十六烷基三甲基溴化銨加入到去離子水中,再在攪拌速度為180r/min~200r/min下磁力攪拌25min~30min,得到生物炭溶液;

步驟四中所述的干燥的生物炭粉的質(zhì)量與去離子水的體積比為(0.5g~2g):400mL;

步驟四中所述的十六烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量與去離子水的體積比為(0.5g~2g):400mL;

五、將生物炭溶液、濃度為0.01mol/L的氫氧化鈉溶液和有機溶劑混合,得到混合液Ⅰ;再使用超聲波震蕩器對混合溶液Ⅰ超聲震蕩處理10min~20min,再靜置5h~10h,得到反應(yīng)產(chǎn)物;首先使用蒸餾水對反應(yīng)產(chǎn)物離心清洗3次~5次,再使用無水乙醇對反應(yīng)產(chǎn)物離心清洗3次~5次,再在溫度為100℃~105℃下干燥18h~24h,得到二氧化硅包覆的生物炭;

步驟五中所述的生物炭溶液與濃度為0.01mol/L的氫氧化鈉溶液的體積比為1:(4~5);

步驟五中所述的生物炭溶液與有機溶劑的體積比為1:(0.2~0.5);

六、將二氧化硅包覆的生物炭、乙烯基三乙氧基硅烷和正己烷混合,得到混合液Ⅱ;使用超聲波震蕩器對混合液Ⅱ超聲震蕩處理20min~40min,再在攪拌速度為180r/min~200r/min下磁力攪拌40min~60min,得到均勻的混合液Ⅱ;

步驟六中所述的二氧化硅包覆的生物炭的質(zhì)量與正己烷的體積比為(0.01g~0.05g):70mL;

步驟六中所述的二氧化硅包覆的生物炭與乙烯基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為1:1;

七、將聚二甲基硅氧烷和正己烷混合,再在攪拌速度為180r/min~200r/min下磁力攪拌0.5h~2.5h,得到混合液Ⅲ;

步驟七中所述的聚二甲基硅氧烷的質(zhì)量與正己烷的體積比為(0.8g~1g):70mL;

八、將均勻的混合液Ⅱ和混合液Ⅲ混合,再在攪拌速度為180r/min~200r/min下磁力攪拌60min~120min,再加入正硅酸乙酯,再在攪拌速度為180r/min~200r/min下磁力攪拌30min~60min,再加入二月硅酸二丁基錫,再在攪拌速度為180r/min~200r/min下磁力攪拌8min~16min,得到混合溶液Ⅳ;

步驟八中所述的正硅酸乙酯與混合液Ⅲ的體積比為1:(1000~1500);

步驟八中所述的二月硅酸二丁基錫與混合液Ⅲ的體積比為1:(5000~10000);

九、將醋酸纖維素微濾膜浸泡在去離子水中1h~3h,取出后擦拭掉醋酸纖維素微濾膜表面的去離子水,再在溫度為20℃~25℃和濕度為50%~60%的條件下將混合溶液Ⅳ澆鑄在去除表面去離子水的醋酸纖維素微濾膜上,澆注過程中使用刮膜機在去除表面去離子水的醋酸纖維素微濾膜上進行刮膜,然后再將澆注有混合溶液Ⅳ的醋酸纖維素微濾膜放在通風(fēng)廚中放置6h~8h,再在溫度為60℃的烘箱中干燥6h~8h,得到二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜;

步驟九中所述的混合溶液Ⅳ與醋酸纖維素微納濾膜的質(zhì)量比為(102~105):10。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟一中所述的樹皮為美國黑松樹皮。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟九中所述的醋酸纖維素微濾膜的孔徑為0.45μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟一中將樹皮磨成粉末,再在溫度為103℃下烘干20h,再在氮氣氣氛和溫度為550℃下高溫處理1h,得到生物炭。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟二中將步驟一中得到的生物炭進行研磨,再在溫度為120℃下干燥24h,得到粒徑為50nm~60nm的生物炭粉末。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟三中使用濾紙對粒徑為50nm~60nm的生物炭粉末進行包裹,再放置于索氏抽提器中,再采用甲苯為溶劑,在氮氣保護下抽提24h,得到抽提后的生物炭粉;將抽提后的生物炭粉在常溫下進行干燥,得到干燥的生物炭粉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟四中所述的干燥的生物炭粉的質(zhì)量與去離子水的體積比為(1g~2g):400mL。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟四中所述的十六烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量與去離子水的體積比為(1g~2g):400mL。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟五中所述的超聲波震蕩器的功率為450W~500W。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅包覆生物炭增強乙醇選擇性滲透汽化膜的制備方法,其特征在于步驟五中所述的有機溶劑由正硅酸乙酯和無水乙醇混合而成;所述的有機溶劑中正硅酸乙酯與無水乙醇的體積比為1:4。

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