[發(fā)明專利]一種ZIF-8改性醋酸纖維素正滲透膜的合成方法及所得滲透膜

有效

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• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109012181B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 王新萍;孟祥民;陳夫山;宋曉明
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/06;B01D71/16
• 代理公司: 山東博睿律師事務所 37238
• 代理人: 丁波

1.一種改性醋酸纖維素正滲透膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備改性醋酸纖維素：采用丙烯酸對醋酸纖維素進行改性；

(2)制備鑄膜液：將溶劑、改性醋酸纖維素、交聯劑混合均勻、脫泡得到鑄膜液；

(3)刮膜：在潔凈的板上對步驟(2)的鑄膜液進行刮膜處理，得到初膜；

(4)凝固浴再生：將初膜置于凝固浴中再生待用；

(5)TiO₂溶膠配制：

配置A液：鈦酸四丁酯與乙醇按照體積比6:20，混合均勻；

配置B液：水、乙醇、質量分數68.0％硝酸按照體積比按照3:13:2，混合均勻；

將A液以10滴/秒的速度加到B液中，攪拌，直到得到透明TiO₂溶膠，所述A液與B液體積比為26:18；

(6)涂覆改性：將膜粘貼在玻璃板上，進行TiO₂溶膠涂覆改性，涂覆后進行真空干燥；

(7)水解：將干燥好的膜放在裝滿超純水且加熱到80℃的燒杯中進行水解，保持80℃環(huán)境水解2h，后依次用無水乙醇和超純水各1沖洗3次后干燥備用；

(8)硅烷偶聯劑的改性：將3-氨丙基三乙氧基硅烷和無水乙醇按照質量比為1:50的比例配制偶聯劑，將步驟(7)得到的膜置于偶聯劑中70℃恒溫24h進行改性，改性后的膜沖洗后真空干燥，備用；

(9)ZIF-8原位生長改性：配置Zn²⁺：2-甲基咪唑的摩爾比為1:10-25的ZIF-8生長液，按照比例先稱量Zn²⁺于容器中，加水溶解，將步驟(8)得到的膜放入其中浸泡1h；再按照比例溶解2-甲基咪唑后，加入到硝酸鋅溶液中與之混合，密封好容器，使膜浸泡在ZIF-8生長液中20h以上，之后水洗，真空干燥箱中烘干得到ZIF-8改性后的正滲透復合膜；

所述醋酸纖維素的種類為二醋酸纖維素。

2.根據權利要求1所述的改性醋酸纖維素正滲透膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)具體為將醋酸纖維素及超純水置于三口燒瓶中，加入磁子，裝上冷凝回流管，密封各個瓶口后通入氮氣，充分排空裝置內氧氣，做氮氣保護體系，將硝酸鈰銨在燒杯中充分溶解于1.0mol/L HNO₃溶液中；將此混合溶液作為引發(fā)劑加入到三口燒瓶中，在40℃下反應0.5h，將丙烯酸用注射器以10-20滴/秒的速度加入到三口燒瓶中，在40℃的情況下維持溫度不變反應2-10h，之后將三口燒瓶取出靜置，濾出沉淀物用無水乙醇洗滌、減壓過濾3-4次，得到改性后的醋酸纖維素，取出置于燒杯中放在真空干燥箱中70℃干燥24h，所述醋酸纖維素、超純水、硝酸鈰銨、丙烯酸的質量比為1:12:0.15:0.1，所述醋酸纖維素與HNO₃的質量體積比為1:2。

3.根據權利要求1所述的改性醋酸纖維素正滲透膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述溶劑為N-N—二甲基甲酰胺，所述交聯劑為羧甲基纖維素鈉和PEG，所述PEG為PEG400或PEG600。

4.根據權利要求1所述的改性醋酸纖維素正滲透膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)具體為取23.55g的N-N—二甲基甲酰胺、4g改性的醋酸纖維素、1g羧甲基纖維素鈉、2g PEG400/600于錐形瓶中，在60℃水浴鍋內，恒溫攪拌3h后，將錐形瓶取出放在離心機里脫泡15min，就可以制得均勻透明的鑄膜液。

5.根據權利要求1所述的改性醋酸纖維素正滲透膜的制備方法，其特征在于，步驟(6)具體為將膜剪成合適大小，粘貼在玻璃板上，并連接到涂覆裝置上進行TiO₂涂覆改性；涂覆過程中下降速度維持在15mm/s，上升速度設為9mm/s，改性完成后用無水乙醇跟超純水沖洗后放在真空干燥箱中60度干燥2h。

6.根據權利要求1所述的改性醋酸纖維素正滲透膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)得到初膜厚度為0.07mm。