本發明涉及綠色分離和環境保護領域，尤其涉及一種處理硫酸銨工業廢氣的共混膜制備方法及應用。
背景技術：
在工業生產中常采用硫酸鈣、氨氣和二氧化硫來制備硫酸銨，然而在整個生產過程中會產生多種類、大量的對大氣有嚴重污染的有害氣體比如：二氧化硫、二氧化碳和氮氣等，這些氣體都是造成大氣污染的主要原因，所以有效的對這些有害氣體進行處理可以減輕大氣負擔，預防城市污染。
離子液體作為一種新興的“綠色溶劑”，具有很高的熱穩定性而且蒸汽壓很小，將其作為氣體分離介質不但能夠減少環境污染，而且易于回收利用，近年來，許多關于離子液體支撐膜的研究也表明離子液體作為支撐膜的制備材料具有很高的優越性和有效性。
具有特殊形貌和尺寸的無機顆粒吸引力越來越多的關注，無機顆粒具有很高的氣體滲透性能，它們在先進材料、化學、電子等領域有著廣泛的應用前景，而近年來關于無機顆粒運用于支撐液膜的報道較少。
高分子化合物又稱高分子(聚合物)，由分子量很大的長鏈分子所組成，幾乎無揮發性，常溫下常以固態或液態存在，近年來許多研究表明離子液體和聚合物制備的離子液體-聚合物膜具有很好的穩定性和選擇性。
一般條件下液體的黏度較大，若直接使用液態流動的液體分離混合氣體中的目標氣體，難以獲得較大的氣體傳質速率。膜分離技術具有分離效率高、除雜效果好、耗能低、操作簡單等一系列優點而受到廣泛關注。支撐液膜是一種典型的促進傳遞膜，具有選擇分離效率高、透過組分通量大、膜液用量少、萃取和反萃取在同一過程中完成、易于實現中試且資金投入少等優點。
因此，將無機顆粒、離子液體和聚合物應用于支撐液膜中成為現在研究的熱點，但目前還沒有將三種物質混合膜分離技術應用于分離混合氣體的報道。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種處理硫酸銨工業廢氣的共混膜制備方法及應用，通過該方法制備的共混膜穩定性高，能夠分離硫酸銨工業產生的廢氣，如二氧化硫、二氧化碳或氮氣，分離效果好。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
一種處理硫酸銨工業廢氣的共混膜制備方法，包括如下步驟，將多孔支撐底膜設置在膜器中，再向膜器中加入離子液體與無機顆粒的混合物并浸沒多孔支撐底膜，通過膜器制得共混膜，其中，離子液體的溶質占混合物質量的55％～65％，無機顆粒占15％～25％，制膜過程中的溫度為30～50℃，混合物液面上方的壓力為1～5kg/cm2。
所述的多孔支撐底膜的材質為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯腈。
所述的離子液體的溶質為1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-羧甲基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽。
所述的無機顆粒的材質為磷酸硅鋁、2-甲基咪唑鋅鹽或高硅沸石。
制膜過程中，膜器通過惰性氣體在混合物液面上方加壓。
所述的惰性氣體選用氮氣。
在制膜過程中，在膜器的滲透側抽真空，在真空度為1.3～5.3Pa條件下維持真空狀態20～30min，使多孔支撐體內充滿無機顆粒和離子液體。
待制膜過程結束后，將制得的共混膜表面液體擦干，再進行干燥，干燥過程為在溫度為30～60℃，真空度為100～133Pa條件下真空干燥12～36小時。
一種共混膜的應用，所述的用于分離二氧化硫、二氧化碳或氮氣中的一種或幾種。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：
本發明的方法利用離子液體黏度大和難揮發的特性，將離子液體和無機顆粒在膜器中通過加壓填充制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜，該共混膜能夠用于分離硫酸銨工業所產廢氣，在獲得氣體高滲透通量和高選擇性的前提下，改善膜的穩定性，制膜方法簡單，同時該方法綠色環保，并降低規模化制模成本。
本發明的方法制備的共混膜和現有的高分子膜相比，該共混膜為無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜，具有以下三方面的優勢：
1、搭配針對性的離子液體，在物理性吸附目標氣體的同時，堿性離子液體可與目標氣體CO2和SO2發生可逆化學反應，促進目標氣體的傳遞，提高硫酸銨工業所產廢氣的分離效率；2、無機顆粒和多孔支撐底膜的加入，使共混膜相對于傳統的離子液體支撐液膜大大提高了分離目標氣體的傳質速率，具有了更高的穩定性、選擇性。
【附圖說明】
圖1為本發明方法制備的無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜的膜結構示意圖。
【具體實施方式】
下面通過具體實施方式和實例來進一步說明本發明，但本發明并不限于下述實施例，在不脫離前后所述宗旨的范圍下，變化實施都包含在本發明的技術范圍內。
本發明的技術方案如下：
本發明的共混膜的制備方法，本發明的膜器為微米級可調制膜器，包括如下步驟，將材質為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯腈，均為聚合物的多孔支撐底膜設置在膜器中；
再向膜器中加入溶質為1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-羧甲基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽的離子液體與材質為磷酸硅鋁、2-甲基咪唑鋅鹽或高硅沸石的無機顆粒的混合物并浸沒多孔支撐底膜，其中，離子液體的溶質占混合物質量的55％～65％，無機顆粒占15％～25％，再通過膜器制得共混膜；
在制膜過程中，膜器通過氮氣在混合物液面上方加壓，混合物液面上方的壓力為1～5kg/cm2，在膜器的滲透側抽真空，在真空度為1.3～5.3Pa條件下維持真空狀態20～30min，使多孔支撐體內充滿無機顆粒和離子液體，制膜過程中的溫度為30～50℃；
待制膜過程結束后，將制得的共混膜表面液體擦干，再進行干燥，干燥過程為在溫度為30～60℃，真空度為100～133Pa條件下真空干燥12～36小時。
下面通過實施例來對本發明作進一步的說明
實施例1
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為60％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例1制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為35.8，滲透率為90.3，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
實施例2
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為55％離子液體1-羧甲基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[cmmim][PF6]和質量分數為25％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在30℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為5.3Pa條件下維持真空狀態20min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于30℃、真空度為100Pa的真空干燥箱內靜置12小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
實施例3
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為60％離子液體1-羧甲基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[cmmim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例3制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為18.5，滲透率為74.3，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。實施例4
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為65％離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[bmim][PF6]和質量分數為15％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在45℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為3.3Pa條件下維持真空狀態30min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于60℃、真空度為110Pa的真空干燥箱內靜置24小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
實施例5
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為60％離子液體1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[bmim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例5制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為16.8，滲透率為9.3，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
表1為更換三種離子液體時共混膜對目標氣體的處理結果：
表1
由上述實施例1、實施例3和實施例5以及表1可以看出，改變了三種離子液體的成分，用于分離目標氣體CO2、SO2和N2的分離因子均可達到15以上，對目標氣體的分離效果為[2-aemim][PF6]>[cmmim][PF6]>[bmim][PF6]，由于[2-aemim][PF6]可與目標氣體CO2和SO2可發生可逆化學反應，所以使用[2-aemim][PF6]作為離子液體時目標氣體的滲透率最大可達90.3，分離效果最好。
實施例6
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚四氟乙烯(PTFE)多孔支撐底膜放置在膜器中在其中倒入質量分數為60％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓到2.5kg/cm2，同時在滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min。完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例6制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為9.8，滲透率為76.3，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
實施例7
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚四氟乙烯(PTFE)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為55％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為25％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在30℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為5.3Pa條件下維持真空狀態20min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于30℃、真空度為100Pa的真空干燥箱內靜置12小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
實施例8
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚丙烯腈(PAN)多孔支撐底膜放置在膜器中，在其中倒入質量分數為60％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓到2.5kg/cm2，同時在滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min。完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后,然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例8制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為10.7，滲透率為67.2，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
實施例9
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚丙烯腈(PAN)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為65％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為15％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在45℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為3.3Pa條件下維持真空狀態30min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于60℃、真空度為110Pa的真空干燥箱內靜置24小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
表2為更換三種聚合物時共混膜對目標氣體的處理結果：
表2
由上述實施例1、實施例6和實施例8以及表2可以看出，改變了三種聚合物即多孔支撐底膜，用于分離目標氣體CO2、SO2和N2的分離因子均為10左右，對目標氣體的分離效果為聚偏氟乙烯(PVDF)>聚四氟乙烯(PTFE)>聚丙烯腈(PAN)，使用聚偏氟乙烯(PVDF)作為多孔支撐底膜的材料高分子時目標氣體的滲透率最大可達90.3，分離效果最好。
實施例10
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在其中倒入質量分數為60％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒2-甲基咪唑鋅鹽(ZIF-8)混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓到2.5kg/cm2，同時在滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min。完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后,然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例10制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為33.7，滲透率為88.7，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
實施例11
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為55％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為25％的無機顆粒2-甲基咪唑鋅鹽(ZIF-8)的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在30℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為5.3Pa條件下維持真空狀態20min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于30℃、真空度為100Pa的真空干燥箱內靜置12小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
實施例12
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中在其中倒入質量分數為60％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒高硅沸石(ZSM-5)混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓到2.5kg/cm2，同時在滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min。完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后,然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例12制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為33.7，滲透率為88.7，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
實施例13
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為65％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為15％的無機顆粒高硅沸石(ZSM-5)的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在45℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為3.3Pa條件下維持真空狀態30min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于60℃、真空度為110Pa的真空干燥箱內靜置24小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
表3為更換兩種無機顆粒時共混膜對目標氣體的處理結果：
表3
由上述實施例1、實施例10和實施例12以及表3可以看出，改變了三種材質的無機顆粒，用于分離目標氣體CO2、SO2和N2的分離因子均大于30，對目標氣體的分離效果為SAPO-34>>ZSM-5>ZIF-8，使用SAPO-34作為無機顆粒時目標氣體的滲透率最大可達90.3，分離效果最好。
實施例14
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在其中倒入質量分數為60％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓到2.0kg/cm2，同時在滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min。完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后,然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例14制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為8.1滲透率為53.2，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
實施例15
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為65％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為15％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在50℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為3.3Pa條件下維持真空狀態30min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于60℃、真空度為110Pa的真空干燥箱內靜置24小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
實施例16
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在膜器中倒入質量分數為55％離子液體1-(2-氨基乙基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽[2-aemim][PF6]和質量分數為25％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34的混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在30℃下，通N2加壓使混合溶液液面的壓力達到2.5kg/cm2，同時在膜器的滲透側抽真空，在真空度為5.3Pa條件下維持真空狀態20min；完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后，然后將其儲存于30℃、真空度為100Pa的真空干燥箱內靜置12小時進行干燥，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
實施例17
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在其中倒入質量分數為60％離子液體[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓到5.0kg/cm2，同時在滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min。完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后,然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例17制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為20.8，滲透率為80.3，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
實施例18
本實施例的可用于處理硫酸銨工業所產廢氣的共混膜的制備方法按照如下步驟進行：
將聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撐底膜放置在膜器中，在其中倒入質量分數為60％離子液體[2-aemim][PF6]和質量分數為20％的無機顆粒磷酸硅鋁SAPO-34混合溶液，并使混合溶液完全浸沒該多孔支撐底膜，再密封該膜器，在40℃下，通N2加壓到1.0kg/cm2，同時在滲透側抽真空，在真空度為1.3Pa條件下維持真空狀態25min。完成后，打開該膜器取出微孔內已經充滿混合溶液的多孔支撐底膜，用濾紙清除膜表面的膜液后,然后將其儲存于40℃、真空度為133Pa的真空干燥箱內靜置36小時，即制得無機顆粒-離子液體-聚合物共混膜。
將實施例18制成的共混膜放入膜池，用于分離CO2、SO2和N2，所得目標氣體的分離因子為5.8，滲透率為46.3，連續操作24小時以上膜分離性能保持不變。
表4為更換四種實驗壓強(即膜器滲透側的真空度)時共混膜對目標氣體的處理結果：
表4
由上述實施例1、實施例18、實施例14和實施例17以及表4可以看出，改變了四次膜器滲透側抽真空的實驗壓強，用于分離目標氣體CO2、SO2和N2的分離因子在壓強為2.5kg/cm2時最大為35.8，此時對目標氣體的滲透效果也最好為90.3，分離效果最好。