[發明專利]一種親水/疏水性轉換聚電解質/二氧化鈦復合納濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201510324527.4
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104923092B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 秦振平;任曉燕;郭紅霞;王乃鑫;張國俊
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/02;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 張慧

1.一種層層自組裝及反離子交換方法制備親水/疏水轉換復合納濾膜的方法，

其特征在于，主要包括以下步驟：

(1)預組裝層的制備

首先將預處理后、表面帶負電荷的超濾基膜浸于濃度為1.0～10.0g/L的陽離子聚電解質溶液中，組裝陽離子聚電解質，5～30min取出，用去離子水充分洗滌；然后將該膜浸于濃度為1.0～10.0g/L的陰離子聚電解質溶液中組裝陰離子聚電解質，5～30min取出，用去離子水充分洗滌，得到的陽離子聚電解質與陰離子聚電解質作為預組裝層；

(2)聚電解質/TiO₂復合納濾膜的制備

將步驟(1)制備的預組裝層，浸于濃度為1.0～10.0g/L陽離子聚電解質中，該聚電解質中分散有濃度為0.05g/L～0.3g/L荷正電的二氧化鈦(TiO₂)納米粒子，5～30min后取出，用去離子水充分洗滌；再浸于濃度為1.0～10.0g/L的陰離子聚電解質溶液中，5～30min后取出，用去離子水充分洗滌；然后，再浸于含濃度為0.05g/L～0.3g/L荷正電的二氧化鈦(TiO₂)納米粒子的濃度為1.0～10.0g/L陽離子聚電解質中，5～30min后取出，用去離子水充分洗滌，分別重復上述浸于陰離子聚電解質和荷正電的二氧化鈦(TiO₂)納米粒子陽離子聚電解質中操作1～8次后；

(3)親水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜和疏水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜的制備

將步驟(2)得到的膜浸漬于濃度為0.1mmol/L～5.0mmol/L的含有Cl^-(離子)、或SCN^-(硫氰酸離子)、或PF₆^-(六氟磷酸離子)、或PO₄^3-(磷酸根離子)的鹽溶液中，離子交換反應1min～20min后，取出，充分洗滌，置于恒溫干燥箱，25～50℃下烘干，得到親水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜；

或：將步驟(2)得到的膜浸漬于濃度為0.1mmol/L～5.0mmol/L含有TFSI(二(三氟甲烷)磺酰亞胺離子)或PFO^-(全氟辛酸離子)的鹽溶液中，再進行反離子交換反應1min～10min，取出，充分洗滌，置于恒溫干燥箱中，25～50℃干燥，得到疏水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜；

采用反離子交換方法實現親水/疏水可逆轉換復合納濾膜：將疏水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜重新浸漬于濃度為0.1mmol/L～5.0mmol/L的Cl^-(氯離子)、或SCN^-(硫氰酸離子)、或PF₆^-(六氟磷酸離子)、或PO₄^3-(磷酸根離子)溶液中，后取出，用去離子水充分洗滌，即重新可得到親水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜；將親水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜浸漬于濃度為0.1mmol/L～5.0mmol/L含有TFSI(二(三氟甲烷)磺酰亞胺離子)或PFO^-(全氟辛酸離子)的鹽溶液中，再進行反離子交換反應，取出，充分洗滌，即可重新得到疏水性聚電解質/TiO₂復合納濾膜。

2.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的超濾基膜選自聚砜超濾膜或陶瓷管超濾膜；其中聚砜超濾膜經過乙醇水溶液預處理2h；陶瓷管超濾膜采用3-氨丙基-三乙氧基硅烷溶液預處理2h。

3.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，所述的陽離子聚電解質為聚二甲基二烯丙基氯化銨PDDA或2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖(HACC)。

4.按照權利要求1或2的方法，其特征在于，所述的陰離子聚電解質選自聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)或聚丙烯酸(PAA)。

5.按照權利要求1或2的方法所得的復合納濾膜。