[發明專利]一種基于納米類水滑石的超親水有機膜制備方法

有效

• 申請號: 201711351461.3
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108079798B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 梁帥;張塽;陳冠浩;馬智波;高艷珊;李敏
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B01D71/10
• 分類號: B01D71/10;B01D71/34;B01D71/42;B01D71/68;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 張利杰

1.一種基于納米類水滑石的超親水有機膜制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)提供含氨基官能團的納米類水滑石懸浮液，所述含氨基官能團的納米類水滑石懸浮液中納米類水滑石的質量含量為0.1wt％-30wt％；

(2)提供表面帶有羧基官能團的有機膜；

(3)將步驟(2)所述有機膜于室溫條件下浸泡于催化劑水溶液中，浸泡時間為15-30分鐘；

(4)將步驟(3)浸泡后的所述有機膜浸泡于步驟(1)所述含氨基官能團的納米類水滑石懸浮液中，經過納米材料自組裝接枝反應，在所述有機膜的表面接枝形成一納米類水滑石顆粒層，得到超親水有機膜，在所述步驟(1)中所述含氨基官能團的納米類水滑石懸浮液是通過以下步驟制得的：

(1-1)配制硝酸鎂和硝酸鋁的混合水溶液，基于溶液的總質量，所述混合水溶液中硝酸鎂的質量含量為13wt％-17wt％，所述混合水溶液中硝酸鋁的質量含量為5.6wt％-9wt％；

(1-2)配制(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液，所述(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液中(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的體積含量為26％-40％，所述(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液中乙醇的體積含量為74％-60％；

(1-3)配制澄清的、溫度為70攝氏度的十二烷基磺酸鈉水溶液，所述十二烷基磺酸鈉水溶液中十二烷基磺酸鈉的質量含量為4.8wt％-8wt％；

(1-4)向所述步驟(1-3)中制得的溫度恒定為70攝氏度的十二烷基磺酸鈉水溶液中，以相同的速度，逐滴加入所述步驟(1-1)中制得的鹽溶液和所述步驟(1-2)中制得的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液，以實現三種溶液的逐步混合，滴加速度為0.01-0.1mL/s，基于所述溶液的體積，十二烷基磺酸鈉水溶液、鹽溶液和(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液的混合比例為4:4:3；

(1-5)將所述步驟(1-4)中制得的混合液置于密閉環境中，于70攝氏度恒溫條件下，加熱不低于12小時；

(1-6)對所述步驟(1-5)中制得的混合液中的懸浮固體進行分離，并使用去離子水對所得分離固體進行過濾淋洗，至淋洗濾出液的pH為7，停止淋洗；

(1-7)將所述步驟(1-6)中得到的固體溶解分散到去離子水中，得到含氨基官能團的納米類水滑石懸浮液。

2.根據權利要求1所述的基于納米類水滑石的超親水有機膜制備方法，其特征在于，在所述步驟(2)中所述的表面帶有羧基官能團的有機膜，包括：

膜材料自身具有羧基官能團的有機膜；

膜材料自身不具有羧基官能團，但是所含添加劑具有羧基官能團的有機膜；

或者是膜材料和添加劑自身均不具有羧基官能團，但是在成膜后通過表面改性手段使膜表面具有羧基官能團的有機膜。

3.根據權利要求1所述的基于納米類水滑石的超親水有機膜制備方法，其特征在于，在所述步驟(3)中所述催化劑水溶液中N-羥基丁二酰亞胺的濃度為5mmol/L、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的濃度為2mmol/L、2-(N-嗎啉基)乙磺酸4-嗎啉乙磺酸的濃度為10mmol/L，并利用1mol/L HCl溶液調控催化劑水溶液pH為5-5.5。

4.根據權利要求1所述的基于納米類水滑石的超親水有機膜制備方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，采用磷酸鹽緩沖溶液控制所述納米類水滑石懸浮液的pH為7-7.5。

5.根據權利要求1所述的基于納米類水滑石的超親水有機膜制備方法，其特征在于，在所述步驟(4)中所述的納米類水滑石自組裝接枝反應的反應時間為1-12小時。

6.根據權利要求1所述的基于納米類水滑石的超親水有機膜制備方法，其特征在于，在所述步驟(1-1)、步驟(1-2)、步驟(1-3)、步驟(1-4)、步驟(1-5)、步驟(1-7)中所述的所有溶液配制和分散過程中，均向溶液中加入磁性轉子，并使用外加磁力作用對所述溶液進行攪拌，以促進溶解和分散，所述磁性轉子的攪拌轉速為400-700轉/min。