[發明專利]二維層狀超分子骨架結構納米分離膜、制備方法及其在納米粒子分離中的應用

在審

• 申請號: 202010040371.8
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111203117A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 周延;張國華;李豹;吳立新
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B01D71/76
• 分類號: B01D71/76;B01D71/02;B01D67/00;C08G83/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

1.一種二維層狀超分子骨架結構納米分離膜的制備方法，其步驟如下：

1)制備結構式如下所示的單-2-(三乙基)銨乙氧基甲基柱[5]芳烴鹵化物TMP·X，

2)制備雙負電荷Anderson-Evans型多金屬氧簇(TBA)₂MMo₆或(TEA)₂MMo₆，MMo₆表示{MMo₆O₁₆(OH)₂[CH₃C(CH₂O)₃]₂}^2-，M＝Zn²⁺、Cu²⁺、Co²⁺或Ni²⁺，TBA為四丁基銨陽離子，TEA為四乙基銨陽離子；

3)將步驟1)制備的單-2-(三乙基)銨乙氧基甲基柱[5]芳烴鹵化物與步驟2)制備的雙負電荷Anderson-Evans型多金屬氧簇分別溶于無水甲醇中；在劇烈攪拌條件下，將甲基柱[5]芳烴的甲醇溶液按等電荷比逐漸加入到多金屬氧簇的甲醇溶液中，直至甲基柱[5]芳烴與多金屬氧簇之間的離子交換作用完全；然后將得到的混合溶液在40～60℃下攪拌6～8h，減壓過濾，將收集的沉淀用無水甲醇洗滌，干燥后得到有機-無機雜化的離子型主體復合物；

4)制備結構式如下所示的四臂卟啉基客體分子；

5)將步驟3)制備的有機-無機雜化的主體復合物和步驟4)制備的四臂卟啉基客體分子以2：1的摩爾比加入到氯仿中，主體復合物的摩爾濃度為1.5mM～2mM，室溫下靜置組裝4h～6h，得到二維超分子骨架結構納米片溶液，減壓抽濾得到納米片固體粉末；

6)將步驟5)得到的納米片固體粉末用超聲的方法以0.007mM～0.01mM的濃度均勻分散在二甲基亞砜-水的混合溶劑中，得到剝離為10層以內的薄層二維超分子骨架結構納米片分散液；然后使用孔徑100nm～300nm的孔狀聚合物或孔狀氧化鋁基底置于分離裝置中間，對該納米片分散液進行減壓過濾，去離子水洗滌，從而得到鋪展的二維層狀超分子骨架結構納米分離膜。

2.如權利要求1所述的一種二維層狀超分子骨架結構納米分離膜的制備方法，其特征在于：步驟3)甲基柱[5]芳烴的無水甲醇溶液中，甲基柱[5]芳烴的濃度為10mM～15mM；多金屬氧簇溶液的無水甲醇溶液中，多金屬氧簇的濃度為3mM～6mM。

3.如權利要求1所述的一種二維層狀超分子骨架結構納米分離膜的制備方法，其特征在于：步驟3)中收集沉淀用無水甲醇洗滌至無殘留的TBA·X或TEA·X陽離子鹽。

4.如權利要求1所述的一種二維層狀超分子骨架結構納米分離膜的制備方法，其特征在于：步驟6)的超聲時間為1h～1.5h，超聲功率為100W，超聲溫度為20℃～30℃。

5.如權利要求1所述的一種二維層狀超分子骨架結構納米分離膜的制備方法，其特征在于：步驟6)的二甲基亞砜-水混合溶劑中，水的體積比例為30％～70％。

6.如權利要求1所述的一種二維層狀超分子骨架結構納米分離膜的制備方法，其特征在于：步驟6)中減壓過濾的壓力為-0.05MPa～-0.08MPa，用去離子水洗滌至濾液中不含殘留的薄層二維超分子骨架結構納米片組分為止。

7.一種二維層狀超分子骨架結構納米分離膜，其特征在于：由權利要求1～6任何一項所述的方法制備得到。

8.權利要求7所述的二維層狀超分子骨架結構納米分離膜在納米粒子分離中的應用。