[發明專利]一種碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜及其制備方法有效

申請號：	201210006789.2	申請日：	2012-01-11
公開（公告）號：	CN102553462A	公開（公告）日：	2012-07-11
發明（設計）人：	廖耀祖;王霞;錢微;余燈廣;李穎;李曉燕	申請（專利權）人：	上海理工大學
主分類號：	B01D71/02	分類號：	B01D71/02;B01D71/60;B01D71/68;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/14;C02F1/44;C07K1/34
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種納米苯胺復合超濾膜及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

????本發明屬于改性超濾膜的制備技術領域，具體涉及一種親水、導電、高滲透率以及高截留率的碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜及其制備方法。

背景技術

近年來，有機超濾膜技術以其簡單、能耗小及高效等優點，在生物分離領域展現出較傳統分離技術的獨特優勢。溶劑/非溶劑相轉移是制備有機超濾膜最常采用的方法。即通過鑄膜液配制、刮膜、溶劑/非溶劑交換等步驟，獲得具有疏松指孔支撐層和致密表皮層的非對稱結構超濾膜。實際使用時，為承受較高操作壓力的需要，一般將超濾膜刮涂于無紡布支撐體表面。聚砜以其高機械強度、優越的成膜性以及良好的化學穩定性等特點，在有機超濾膜技術領域中應用較為廣泛。然而，聚砜存在親水性差、荷電響應性差、抗污染性差等缺點，必須對其進行改性。

一些納米材料因其本身的親水性及高度比表面能等特點，逐漸地被應用于聚砜膜材料的改性。通過將納米材料與聚砜共混制備超濾膜，方法簡單、膜綜合性能優異。引發劑原位化學氧化聚合方法合成的碳納米管增強聚苯胺納米纖維作為一種新型一維有機雜化材料，擁有良好的可潤濕性、環境穩定性、高導電率、可加工性以及簡易合成等諸多優點。（Liao?Y?Z,?Zhang?C,?Strong?V,?Tang?J?S,?Li?X?G,?Kalantar-zadeh?K,?Hoek?E?M?V,?Wang?K?L,?Kaner?R?B.?Carbon?nanotube/polyaniline?composite?nanofibers:?Facile?synthesis?and?chemosensors?[J].?Nano?Letters,?2011,?11(3):?954-959.）該雜化材料包含了兩種納米結構，一方面部分聚苯胺以碳納米管為硬模板，形成了聚苯胺?碳納米管“殼?核”納米結構；另一方面，聚苯胺本身形成一維的納米纖維，這兩種納米結構相互交錯咬合，極大地延長了導電體系的共軛長度，使電子和載流子傳輸更為容易，因此制備的雜化納米纖維的導電率可高達95.2S/cm。同時，由于聚苯胺納米纖維優良的分散性，制備的雜化材料不僅在水、醇等溶劑中分散性良好，而且去摻雜態材料易溶解于極性有機溶劑如N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜和二甲基乙酰胺等。

因此，通過溶液共混將碳納米管增強聚苯胺納米纖維與聚砜復合，通過相轉移方法制備碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜，有望切實改善聚砜超濾膜的親水性能、荷電性能、抗污染性能以及分離性能等。

發明內容

本發明的目的之一為了解決上述聚砜膜親水性差、荷電響應性差、抗污染性差等技術問題而提供一種碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜，所制得的該復合超濾膜具有較多的氨基、亞胺基活性基團，擁有良好的親水性、抗污染性、電導性以及機械強度等特點，可廣泛適用于多種物質親和超濾分離。

本發明的目的之二在于提供上述的一種碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜的制備方法。

????本發明的技術方案

????一種碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜，即以聚砜為基質成膜材料、碳納米管增強聚苯胺納米纖維為填充劑，通過溶劑共混和相轉移制備而成的碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜。

上述的一種碳納米管/聚苯胺/聚砜復合超濾膜的制備方法，具體包括如下步驟：

（1）、配制鑄膜液

將聚砜加入第一溶劑，在50^oC下溶解制成聚砜溶液；

將碳納米管增強聚苯胺納米纖維加入第二溶劑，在50^oC下超聲分散6h，制成碳納米管增強聚苯胺納米纖維分散液；

再將上述聚砜溶液與碳納米管增強聚苯胺納米纖維分散液在50^oC下磁力攪拌24h共混均勻，再超聲2h，形成鑄膜液；

鑄膜液中聚砜與碳納米管增強聚苯胺納米纖維的質量百分比濃度均為15%；