[發(fā)明專利]一種摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料優(yōu)先透醇復(fù)合膜及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510446596.2
• 申請(qǐng)日: 2015-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106390765B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)俊;范紅瑋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D69/12
• 分類號(hào): B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料優(yōu)先透醇復(fù)合膜，其特征在于，包括多孔基膜以及結(jié)合在所述多孔基膜表面的摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料的高分子聚合物選擇性分離層；

所述的摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料優(yōu)先透醇復(fù)合膜中，共價(jià)有機(jī)骨架材料摻雜在高分子聚合物與交聯(lián)劑和催化劑作用下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)生成的高分子聚合物選擇性分離層中；

其制備方法包括以下步驟：

步驟a、將一定量的高分子聚合物溶解到溶劑中，攪拌均勻后加入一定量的共價(jià)有機(jī)骨架材料，超聲使其分散均勻；再加入一定量的高分子聚合物的交聯(lián)劑和催化劑，配制成共價(jià)有機(jī)骨架材料/高分子聚合物的共混膜液；

步驟b、將預(yù)處理后的多孔基膜浸漬于所述的共價(jià)有機(jī)骨架材料/高分子聚合物的共混膜液中，靜置一段時(shí)間后取出并固定于載膜臺(tái)上，使其隨載膜臺(tái)勻速旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)同時(shí)，使所述基膜表面溫度為50-80℃，加速基膜表面溶劑的揮發(fā)；

步驟c、當(dāng)基膜表面溶劑揮發(fā)完全后再進(jìn)行高溫硫化，從而得到所述的摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料的優(yōu)先透醇復(fù)合膜；

共價(jià)有機(jī)骨架材料在所述高分子聚合物選擇性分離層中的摻雜量為所述高分子聚合物質(zhì)量的0.25％～10％；所述的共價(jià)有機(jī)骨架材料的粒徑范圍為0.1μm～5μm；所述的高分子聚合物選擇性分離層厚度為0.1μm～10μm；共價(jià)有機(jī)骨架材料選自含硼類共價(jià)有機(jī)骨架材料、亞胺類共價(jià)有機(jī)骨架材料中的至少一種。

2.按照權(quán)利要求1的一種摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料優(yōu)先透醇復(fù)合膜，其特征在于，高分子聚合物選自聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚乙烯基三甲基硅烷、聚三甲基硅-1-丙炔或聚醚酰胺嵌段共聚物中的至少一種；交聯(lián)劑選自正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸丁酯、二乙氧基硅烷、含氫聚硅氧烷、二甲基硅烷中的至少一種；催化劑選自二月桂酸二丁基錫、單丁基氧化錫、二丁基氧化錫、三丙基氧化錫、二丙基氧化錫、氯鉑酸中的至少一種。

3.按照權(quán)利要求1的一種摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料優(yōu)先透醇復(fù)合膜，其特征在于，多孔基膜選自有機(jī)聚合物膜、無(wú)機(jī)膜或有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化膜，且平均孔徑為0.001-100μm。

4.制備權(quán)利要求1-3的任一項(xiàng)的摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料優(yōu)先透醇復(fù)合膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a、將一定量的高分子聚合物溶解到溶劑中，攪拌均勻后加入一定量的共價(jià)有機(jī)骨架材料，超聲使其分散均勻；再加入一定量的高分子聚合物的交聯(lián)劑和催化劑，配制成共價(jià)有機(jī)骨架材料/高分子聚合物的共混膜液；

步驟b、將預(yù)處理后的多孔基膜浸漬于所述的共價(jià)有機(jī)骨架材料/高分子聚合物的共混膜液中，靜置一段時(shí)間后取出并固定于載膜臺(tái)上，使其隨載膜臺(tái)勻速旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)同時(shí)，使所述基膜表面溫度為50-80℃，加速基膜表面溶劑的揮發(fā)；

步驟c、當(dāng)基膜表面溶劑揮發(fā)完全后再進(jìn)行高溫硫化，從而得到所述的摻雜共價(jià)有機(jī)骨架材料的優(yōu)先透醇復(fù)合膜。

5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，步驟a中，所述的共價(jià)有機(jī)骨架材料/高分子聚合物共混膜液中高分子聚合物的質(zhì)量濃度為1％～20％，所述的交聯(lián)劑和催化劑的質(zhì)量濃度分別為1％-10％和0.1％-1％。

6.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述方法還包括：在進(jìn)行所述步驟b之前，對(duì)所述多孔基膜進(jìn)行堵孔預(yù)處理，使所述多孔基膜的內(nèi)部孔道充滿去離子水，且表面保持干燥狀態(tài)。

7.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述步驟b在環(huán)境濕度低于60％的條件下進(jìn)行；所述基膜隨載膜臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度不低于60rpm；步驟b中，對(duì)所述基膜進(jìn)行浸漬處理一次的時(shí)間為0.5～2min；重復(fù)浸漬和固定于載膜臺(tái)上旋轉(zhuǎn)并使基膜表面溫度為50-80℃，浸漬次數(shù)為1～10次；基膜在載膜臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)時(shí)間為1～3min。

8.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述步驟c中，硫化溫度為50℃～120℃，時(shí)間為5～15h。