[發明專利]一種聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 201610396865.3
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN107469648B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 曹義鳴;賈靜璇;康國棟;鄒彤;李萌
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D71/36
• 分類號: B01D71/36;B01D69/12;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，以聚四氟乙烯中空纖維膜為載體，通過“預涂晶種-熱處理-二次生長”的方法，在其表面誘導生成連續的金屬有機骨架膜；其特征在于，包括如下步驟：

a)將與所需生長的金屬有機骨架膜同種的金屬有機骨架晶種粒子、聚四氟乙烯類分散液、溶劑充分混合制備預涂晶種溶液，在聚四氟乙烯中空纖維膜表面預涂晶種；所述預涂晶種的表面為聚四氟乙烯中空纖維膜的內表面、外表面或內外表面；

b)將預涂晶種后的聚四氟乙烯中空纖維膜干燥后放入爐中進行熱處理；

c)分別配制所需生長金屬有機骨架膜中所含過渡金屬離子和有機配體溶液，充分混合后作為MOFs二次生長溶液，將熱處理后的膜置于此溶液中使預涂晶種表面與二次生長溶液接觸，進行二次生長，晶體進一步晶化；

d)將c)中的二次生長后的膜清洗，除去表面殘余未反應的成分，并放入烘箱中干燥，得到所需復合膜；

e)為了使金屬有機骨架粒子更好的成膜，可將步驟c)和 d)重復1次以上，得所需復合膜。

2.根據權利要求1 所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：所述的聚四氟乙烯中空纖維膜平均孔徑為0.01μm-0.3μm。

3.根據權利要求2所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：所述的聚四氟乙烯中空纖維膜平均孔徑為0.05μm-0.15μm。

4.根據權利要求1 所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：所述金屬有機骨架包括IRMOF系列，Cu-BTC系列，類沸石咪唑骨架系列化合物ZIFs，MIL系列中的任意一種或多種混合物。

5.根據權利要求4 所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：所述金屬有機骨架為ZIFs系列和MIL-n系列中的任意一種或多種混合物。

6.根據權利要求1 所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：所述的聚四氟乙烯類分散液，包括質量濃度為10 wt%-60 wt%的聚四氟乙烯PTFE分散液、可熔性聚四氟乙烯PFA分散液、聚四氟乙丙烯FEP分散液中的一種或多種混合物;

分散液中含有的分散劑包括質量濃度為0.05 wt%-5 wt%全氟辛酸銨，ω-氫全氟庚酸和ω-氫全氟壬酸鉀中的一種或多種混合物。

7.根據權利要求1 所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：所述預涂晶種溶液所用的溶劑為去離子水、無水甲醇、無水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、氯仿、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙醚、二甲基亞砜中的一種或多種混合物；其中，預涂晶種溶液中金屬有機骨架晶種粒子占0.05 wt%-5wt%，聚四氟乙烯類樹脂占為0.5 wt%-20 wt%；金屬有機骨架晶種粒子的粒徑10nm-20μm。

8.根據權利要求7所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：所述預涂晶種溶液所用的溶劑為去離子水、無水甲醇、無水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺及其中的一種或多種混合物。

9.根據權利要求1 所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：預涂晶種后的聚四氟乙烯中空纖維膜干燥溫度為30℃-90℃，干燥時間為1h-5h，干燥方式為真空干燥，真空度為0-0.1MPa；熱處理溫度為200℃-380℃；熱處理時間為30s-300s。

10.根據權利要求9所述的聚四氟乙烯中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于：預涂晶種后的聚四氟乙烯中空纖維膜熱處理溫度為280℃-310℃；熱處理時間為60s-180s。