[發(fā)明專利]一種具有非定向納米通道的復合分離膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711347609.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108043241B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 高學理;魏怡;王小娟;凌琦;孫培磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D69/10;B01D71/02;B01D71/06
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 孫靜雅<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種具有非定向納米通道的復合分離膜，其特征在于，所述復合分離膜的多孔支撐層中鑲嵌含有非定向二維納米通道的核殼結(jié)構(gòu)納米粒子，所述多孔支撐層厚度為20μm～80μm，所述納米粒子粒徑為10μm～50μm，多孔支撐層表面凸出的納米粒子伸入到致密層中，使納米通道進出口恰好露出膜表面。

2.一種權(quán)利要求1所述具有非定向二維納米通道的復合分離膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)含有非定向二維納米通道的多孔支撐層的制備：將所述的納米粒子分散于溶劑中，形成穩(wěn)定的納米粒子懸浮液，然后向懸浮液中加入高分子材料和添加劑，加熱攪拌，靜置脫泡，得到穩(wěn)定的鑄膜液，使用刮刀將鑄膜液在無紡布上形成液態(tài)膜，經(jīng)過凝膠浴發(fā)生相轉(zhuǎn)化后形成一定厚度的固態(tài)膜，得到含有核殼結(jié)構(gòu)的多孔支撐層，然后將固態(tài)膜在去離子水中浸泡24小時以上后浸泡于亞硫酸氫鈉溶液中保存；所述鑄膜液中高分子材料含量為10％～25wt％，添加劑含量為3％～15wt％，納米粒子含量為0.05％～0.5wt％，其余為溶劑；

(2)致密層的制備：以步驟(1)所得的含有核殼結(jié)構(gòu)的多孔支撐層作為基膜，采用界面聚合法制備復合膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有非定向二維納米通道的復合分離膜的制備方法，其特征在于，所述納米粒子由核體微球材料和殼體材料構(gòu)成，殼體材料對核體微球材料層層包裹形成核殼結(jié)構(gòu)，所述的殼體材料包括單殼體材料和雙殼體材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有非定向二維納米通道的復合分離膜的制備方法，其特征在于，單殼體材料包括氧化石墨烯或氧化石墨烯的衍生物，氧化石墨烯的衍生物為羧基化石墨烯、氨基化石墨烯和磺酸化石墨烯；雙殼體材料包括氧化石墨烯或其衍生物，以及能和氧化石墨烯或其衍生物發(fā)生化學反應或靜電力結(jié)合的物質(zhì)，所述核體微球包括高分子材料微球和無機材料微球。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述具有非定向二維納米通道的復合分離膜的制備方法，其特征在于，單殼體材料層層包裹核體微球材料的制備方法，具體為：將氧化石墨烯或其衍生物分散于去離子水中，得到一定濃度的分散液，然后向分散液中加入一定量的具有一定粒徑的微球，依靠氧化石墨烯或其衍生物與微球之間的化學反應、靜電吸附或共價鍵吸附，氧化石墨烯或其衍生物自組裝到微球表面，形成多層球殼結(jié)構(gòu)，經(jīng)過對分散液進行多次過濾洗滌，去除未組裝的氧化石墨烯或其衍生物，然后對分散液進行冷凍干燥，得到具有非定向二維納米通道的核殼結(jié)構(gòu)納米粒子。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述具有非定向二維納米通道的復合分離膜的制備方法，其特征在于，雙殼體材料層層包裹核體微球材料的制備方法，具體為：將一定濃度的具有一定粒徑的微球加入去離子水中均勻分散，加入物質(zhì)A并攪拌一定時間后進行過濾洗滌，去除未組裝到微球表面的物質(zhì)A，將表面組裝有物質(zhì)A的微球重新分散在去離子水中，并加入物質(zhì)B，物質(zhì)B與微球表面的物質(zhì)A發(fā)生化學反應或靜電吸附，攪拌一定時間后進行過濾洗滌，去除未組裝到微球表面的物質(zhì)B，如此交替進行數(shù)次，將物質(zhì)A和物質(zhì)B層層自組裝到核體微球表面，物質(zhì)A與核體微球之間能夠發(fā)生化學反應、靜電吸附或共價鍵吸附，物質(zhì)A為氧化石墨烯或其衍生物，物質(zhì)B為易與氧化石墨烯或其衍生物發(fā)生化學反應或靜電吸附的物質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述具有非定向二維納米通道的復合分離膜的制備方法，其特征在于，所述核體微球為殼聚糖、季銨鹽殼聚糖微球、氨基化殼聚糖微球、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、二氧化硅和氨基化二氧化硅中的一種，所述的氧化石墨烯或其衍生物在分散液中的濃度控制在0.001mg/ml～0.1mg/ml，核體微球濃度控制在0.1mg/ml～10mg/ml，核體微球粒徑控制在10μm～50μm。