[發明專利]一種介孔復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 201611226194.2
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106731886B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 程文廣;陳勇;陳良
• 申請（專利權）人: 深圳市星源材質科技股份有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D71/26;B01D71/48;B01D71/64;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 11371 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 逯恒

本發明提供了一種介孔復合膜的制備方法，包括：將前驅體化合物和結構導向劑于乙醇中進行醇解反應，得到溶膠；將多孔膜進行表面處理，在溶膠中浸泡；將浸泡后的多孔膜于室溫條件下晾干并完成溶膠?凝膠化過程，然后清洗，干燥，得到介孔復合膜。本發明以聚環氧乙烷?聚環氧丙烷?聚環氧乙烷三嵌段共聚物或十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基硫酸鈉為結構導向劑，使制備的介孔復合膜的介孔尺寸連續可調。本發明制備的介孔復合膜具有獨特的介孔結構，該復合膜因其耐有機溶劑性能及特殊孔結構，或可進一步對介孔進行修飾，可應用于溶液中的選擇性分子轉移和分離、液/液界面上尺寸選擇性離子轉移及超濾等分離提純領域，制備工藝簡單，環境友好。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種介孔復合膜的制備方法。

背景技術

各種組成和結構的柔性聚合物多孔膜經過數十年的發展，成型加工技術已經相當成熟。如聚丙烯多孔膜是具有類似橡皮彈性的聚丙烯膜被拉伸到一定程度經熱定型后制得，具有諸多應用。由于該膜是多孔的，比表面積大大增加，它可以提供相互反應作用的內部表面積達20m²/g。還可以按照設計目標的需要巧妙地接上各種功能團，將原來聚合物疏水性變為親水性，并和濾質在配位、親和性和螯合方面相匹配，在物理和化學條件變化下達到吸附和解離濾質的可逆過程，能用于蛋白質分離提純和從微生物培養體和植物體中純化和提取細菌及單質抗體，成為生物化學和生物醫藥技術的有力手段。在醫療器械方面，如人工腎透析儀、血漿過濾器、人工肺膜式氧合器和心電圖儀等有其獨特作用。在各種工業廢水處理，如油水分離，稀氨水的回收等也有廣泛應用。因此，韌性好且是化學惰性的聚丙烯多孔膜，有很大的商業價值。但上述類似聚合物多孔膜存在的最大缺點是孔徑分布寬，強度小，親水性差，且不能承受較大機械壓力作用。

而單純的無機介孔材料因其單一的孔徑分布、高的比表面積和孔隙率、可控的孔尺寸/結構、可調的骨架和孔表面化學性質，在催化化學、生物分子分離、水處理和傳感器等諸多領域有良好應用前景。但是，其使用過程中存在的問題之一是柔韌性差，且通常介孔膜負載在固體基體表面，抑制了孔道的輸運性能。“Self-assembly of a silica–surfactantnanocomposite in a porous alumina membrane”報道了以陽極多孔氧化鋁為模板制備介孔復合膜的方法，文獻展示了一種在多孔氧化鋁膜中組裝一維介孔二氧化硅棒制備無機復合介孔膜的方法。這種膜呈現出獨特的孔道形態，在分子到納米尺度的分離方面有很大應用潛力。然而，這種復合膜也是硬質和易碎的，不便于加工成適當的組件以進行單元操作。且這種無機復合介孔膜所采用的原材料多孔氧化鋁膜的成本高，在酸或者堿性環境下易分解,制備的無機復合介孔膜經過焙燒除去表面活性劑之后，容易出現膜內介孔材料的收縮和碎裂而致介孔結構坍塌的問題，因此在實際應用中有很大的局限性。故而，合成易于實際操作的柔性復合介孔膜具有很大意義。解決這一問題的方法就是選擇一種韌性多孔膜，在膜孔內形成無機介孔材料，制備柔性介孔結構復合膜材料。

專利CN 102395420 B公開了一種用于液體過濾構件的多孔復合薄膜，包括上覆于微多孔薄膜上的聚合物納米纖維層，所述微多孔薄膜具有小于0.1微米的尺寸等級。以該復合膜過濾構件的壓降與所述微多孔薄膜的壓降大體上相同或比其小，且在表面活性劑存在下，所述過濾構件的粒子保留大于在相同測試條件下僅所述微多孔薄膜的粒子保留。該方法所制備復合膜為純聚合物體系，仍沒能解決耐熱及機械強度較低的問題。

專利CN 102228808 B公開了一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復合介孔膜及其制備方法和應用在。聚對苯二甲酸乙二醇酯膜內組裝介孔材料二氧化硅，形成復合介孔膜。其制備方法即主要利用抽濾的方法將無機介孔材料組裝在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜內的孔洞中制得復合介孔膜，再利用萃取洗脫的方式除去該復合膜中介孔材料內的表面活性劑，從而得到聚對苯二甲酸乙二醇酯復合介孔膜。該方法對基體膜材料的選擇具有一定要求，如對與水浸潤性較差的的聚合物多孔膜進行復合時，介孔二氧化硅無法與聚合物形成穩定的界面作用，氧化硅與聚合物之間存在明顯縫隙，在外力作用下，氧化硅容易脫落，所以該方法不能適用于普遍的聚合物多孔膜基復合膜的制備。