[發明專利]一種聚四氫呋喃交聯有機硅雜化膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201910283301.2
• 申請日: 2019-04-10
• 公開（公告）號: CN109966938A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 朱韻;顧衡
• 申請（專利權）人: 重慶工程職業技術學院
• 主分類號: B01D71/70
• 分類號: B01D71/70;B01D69/10;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02
• 代理公司: 重慶信航知識產權代理有限公司 50218
• 代理人: 孫章虎

本發明公開了一種聚四氫呋喃交聯有機硅雜化膜，由支撐體、過渡層和分離層組成，所述支撐體為α?Al₂O₃陶瓷支撐體，所述分離層為BTESM/PTMEG溶膠，所述BTESM/PTMEG溶膠由雙(三乙氧基硅基)甲烷和聚四氫呋喃反應制得。通過交聯共聚使得富含羥基的PTMEG穩定地分布在膜網絡中,膜網絡結構更加致密,從而同時提高了膜對水滲透率和對鹽離子的截留率(表觀截留率)，使得水的滲透率達到2.1×10^?13m³·m^?2·s^?1·Pa^?1，鹽離子的截留率達到99.5％。

技術領域

本發明屬于膜材料領域，涉及一種聚四氫呋喃交聯有機硅雜化膜及其制備方法。

背景技術

反滲透技術是獲取潔凈淡水的一條重要途徑,對解決淡水資源緊缺問題具有重要意義。反滲透膜是反滲透技術的核心部件,開發關鍵功能膜材料和高性能反滲透膜一直是美、日等發達國家膜技術發展的重點。界面聚合法制備的芳香聚酰胺復合膜具有脫鹽率高、通量大和耐有機溶劑等優點,主導著當前的反滲透膜市場。但芳香聚酰胺膜耐污染性差,水中的微粒、膠體粒子和有機物等吸附在膜表面會造成膜污染,其中有機物和微生物污染難解決,會造成膜的水通量快速下降,膜壽命大大縮短。另外,以聚砜超濾膜為支撐層的商品聚酰胺膜通常只能在50℃以下使用,這極大地限制了反滲透技術在紡織和印染等工業領域的應用。

二十世紀末,一種性能優異的橋聯有機硅功能材料受到人們的廣泛關注。此類有機硅材料一般以橋聯倍半硅氧烷(R’O)₃Si–R–Si(OR’)₃為硅源前驅體,通過水解縮聚反應而得。與傳統的基于正硅酸乙酯(TEOS)的無機SiO₂材料相比,橋聯有機硅具有結構規整且孔道類型、尺寸、表面性質可調等優點。為了提高橋聯有機硅膜的水滲透率,人們采用不同方法改性。通過調控橋聯基團的結構顯著提高了有機硅膜對水的親和力,通過引入極性更強的–CH＝＝CH–和–C≡C–橋架基團來替換BTESM網絡橋聯的–CH2–CH2–基團,從而提高膜的水滲透率,但在反滲透過程中鹽截留率卻有所下降。因此對膜材料進行改性，同時提高膜的水滲透率和鹽離子截留率,打破其相互制約關系是目前反滲透膜領域研究的重點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種聚四氫呋喃交聯有機硅雜化膜及其制備方法，為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

1、一種聚四氫呋喃交聯有機硅雜化膜，由支撐體、過渡層和分離層組成，所述支撐體為α-Al₂O₃陶瓷支撐體，所述分離層為BTESM/PTMEG溶膠，所述BTESM/PTMEG溶膠由雙(三乙氧基硅基)甲烷和聚四氫呋喃反應制得。

進一步，所述BTESM/PTMEG溶膠中聚四氫呋喃和雙(三乙氧基硅基)甲烷的質量比為30：100。

進一步，所述過渡層為SiO₂–ZrO₂溶膠。

2、的一種聚四氫呋喃交聯有機硅雜化膜的制備方法，步驟如下：

a)將雙(三乙氧基硅基)甲烷充分溶解到乙醇中，依次加入水、聚四氫呋喃、濃鹽酸后進行反應，得到BTESM/PTMEG溶膠；

b)將SiO₂–ZrO₂溶膠涂覆在預熱后的α-Al₂O₃陶瓷支撐體上，煅燒后形成過渡層；

c)將BTESM/PTMEG溶膠涂在步驟2)所述過渡層上，煅燒后得到雜化膜。

進一步，所述步驟1)中，雙(三乙氧基硅基)甲烷和乙醇的質量比為5:95，所述雙(三乙氧基硅基)甲烷、水和濃鹽酸的摩爾比為1:50:0.3。