一种高性能杂化分离膜及其制备方法
专利汇可以提供一种高性能杂化分离膜及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种高性能杂化分离膜及其制备方法。该分离膜基体材料内部、分离膜表面、膜孔表面均包含邻苯二酚类化合物 氧 化后生成的聚邻苯二醌类化合物和被交联 固化 并均匀分散的 纳米材料 。制备方法的技术路线是将邻苯二酚类衍 生物 加入到纳米材料和 聚合物 的铸膜共混溶液中，促进纳米材料和聚合物的粘合，并在相转 化成 膜过程中，通过氧化邻苯二酚类化合物成聚邻苯二醌类化合物，从而交联固化各种纳米材料在聚合物基体中的分散，具体分为铸膜液的制备、 凝固 浴的调制、成膜、固化和/或修饰步骤。，下面是一种高性能杂化分离膜及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种高性能杂化分离膜的制备方法，包含如下步骤：
（1）铸膜液的制备：将重量分为1-60份的聚合物膜材料、0.1-30份的纳米材料、0.1-30份的邻苯二酚类衍生物和10-100份的溶剂无顺序地加入到溶解罐中，在20-100℃的条件下，搅拌溶解1-48小时，静置脱泡2-24小时，制成铸膜液；
（2）凝固浴的调制：向凝固浴中加入氧化剂；
（3）成膜：将铸膜液在平板上流延成液膜，然后在凝固浴中浸泡1分钟-48小时，制成平板杂化分离膜；或者将铸膜液通过中空纤维膜纺丝机纺丝，然后在凝固浴中浸泡1分钟-48小时，制成中空纤维杂化分离膜；
（4）固化：将步骤（3）制得的杂化分离膜在保护液中浸泡30分钟-48小时，然后将其干燥。
2.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于将在步骤
（3）制得的分离膜按照传统的表面聚合方法修饰一层聚酰胺层，然后按照步骤（4）的方法固化制得平板杂化纳滤膜、中空纤维杂化纳滤膜、平板杂化反渗透膜或中空纤维杂化反渗透膜。
3.根据权利要求1 所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于所述的纳
米材料按化学成分可分为金属纳米材料、无机非金属纳米材料、有机和高分子纳米材料和纳米复合材料；所述的金属材料包括但不限于Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi及其氧化物的纳米颗粒、纳米棒、纳米线或纳米溶胶；或者是含有一种或多种选自如下组中的组分的金属化合物：Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、和Bi；所述的无机非金属材料包括碳纳米管及各种表面修饰的碳纳米管、有机粘土如蒙脱土和累脱土、石墨烯及石墨烯衍生物、沸石及修饰的沸石，纳米金刚石、纳米二氧化钛、纳米三氧化二铁、三氧化二铝、纳米二氧化硅、纳米氢氧化铝镁、纳米二氧化锆、纳米二氧化锑、纳米碳酸钙、纳米氧化锌、硫化镉量子点、碲化镉量子点和纳米陶瓷材料；其中石墨烯及石墨烯衍生物包括自由氧化石墨烯、硫化石墨烯、氢氧化石墨烯、碳酸化石墨烯、氮化石墨烯与磺酸化石墨烯所组成的族群。
4.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于所述的邻苯
二酚类衍生物是一类含有二羟基苯基及其衍生物的有机分子，其分子通式为：
包括但不限于下列分子式：
其中R1,R2,R3,R4,R5相同或不同，各自独立地选自氢、或饱和的和不饱和的、直链和
支链的、取代和未取代的C1-10 烃基，以及含有氨基、羧基、巯基、卤素、羟基、低级烷基、低级烷氧基、单环芳基、低级酰基以及它们的组合中的一种或多种基团的取代物；包括但不局限于多巴(DOPA)、多巴胺(dopamine)、3，4- 二羟基苯甲胺、3，4- 二羟基苯甲醛、3，4- 二羟基苯乙醛、3，4- 二羟基苯甲酸或3，4- 二羟基苯乙酸。
5.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于步骤（1）中
所述的聚合物膜材料为所有能够成膜的有机聚合物，包括疏水有机聚合物：硅橡胶、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚磺砜、聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺及其共聚物、改性物和它们的共混物；亲水有机聚合物：聚乙烯醇、壳聚糖及其共聚物、改性物和共混物；以及聚碳酸酯、醋酸纤维素、聚苯乙烯、含苯乙烯的共聚物、丙烯腈苯乙烯共聚物、苯乙烯- 丁二烯共聚物、苯乙烯- 乙烯基苄基卤化物共聚物；苯乙烯和丙烯腈聚亚芳基氧化物的共聚物、纤维素聚合物、醋酸-丁酸纤维素、丙酸纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、硝化纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、芳基聚酰胺、芳基聚酰亚胺、聚醚、聚亚芳基氧化物、聚苯醚、聚二甲苯氧化物、聚氨酯、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸苯二酯、聚硫化物、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚醋酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基醚、聚丁烯-1、聚4-甲基戊烯-1、聚乙烯基酮、聚乙烯基醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯基酰胺、聚乙烯胺、聚乙烯基氨基甲酸酯、聚乙烯基磷酸盐、聚乙烯基硫酸盐、聚苯并咪唑、聚酰肼、聚噁二唑、聚三唑、聚苯并咪唑、聚碳化二亚胺、聚膦嗪以及它们的组合。
6.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于步骤（1）中
所述的溶剂为水、醇、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺或N- 甲基吡咯烷酮。
7.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于步骤（2）中
所述的氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、高碘酸钠、叔丁基氢过氧化物、有机过氧化物、苯醌、萘醌、蒽醌、苯酚、二氧化锰、三价铁的氧化物、三价钴的氧化物或硝基苯。
8.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于步骤（4）中
所述的保护液为20-70%的甘油水溶液、1-15%的吐温-20水溶液、1-15%的吐温-40水溶液、
1-15%的吐温-60水溶液、1-15%的吐温-80水溶液中一种或几种的组合。
一种高性能杂化分离膜及其制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
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