[發明專利]蒙脫土分離膜及其制備方法、應用及電感元器件

有效

• 申請號: 202010059292.1
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111266020B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 陳喆;羅舒婷;張永靜;姚蕾;付萍;林志東
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/02;B01D67/00;H01F27/02
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 陳熙

本發明屬于電子元器件材料技術領域，具體涉及一種蒙脫土分離膜及其制備方法、應用及電感元器件。1)將鈉基蒙脫土加入到插層劑中并加熱反應，反應后離心分離，取固體，得到剝離的鈉基蒙脫土，再將剝離的鈉基蒙脫土分散到去離子水中，得到鈉基蒙脫土分散液；2)將改性劑分散液加入到溶劑中，得到改性劑分散液，再將鈉基蒙脫土分散液與改性劑分散液混合，并在攪拌下加熱反應，反應后離心分離，取固體，并將固體分散到去離子水中，得到改性的鈉基蒙脫土懸浮液；3)以微濾膜作為抽濾用膜對改性的鈉基蒙脫土懸浮液進行抽濾，得到蒙脫土分離膜。本發明所提供的蒙脫土分離膜浸入電解質溶液中，顯示出電感特性，從而可制作液相環境下的電感元器件。

技術領域

本發明屬于電子元器件材料技術領域，具體涉及一種蒙脫土分離膜及其制備方法、應用及電感元器件。

背景技術

二維材料已經成為制備超薄分離膜的理想材料。二維材料經過機械或化學剝離可以均勻地分散在溶劑中，通過層層堆疊二維納米片層，可以制備超薄分離膜。常用的二維材料有石墨烯、氧化石墨烯、MOF、高嶺土等。二維材料分離膜一般具有良好的截留率、水通量和選擇透過性。目前對制備具備電感特性的二維材料膜的研究甚少。根據其離子的滲透性，此類材料在電解質溶液中可具備一些特異的電學性能，因而具有應用前景。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種蒙脫土分離膜及其制備方法、應用及電感元器件。

本發明所提供的技術方案如下：

一種蒙脫土分離膜的制備方法，包括以下步驟：

1)將鈉基蒙脫土加入到插層劑中并加熱反應，反應后離心分離，取固體，得到剝離的鈉基蒙脫土，再將所述剝離的鈉基蒙脫土分散到去離子水中，得到鈉基蒙脫土分散液；

2)將步驟1)得到的所述鈉基蒙脫土分散液與改性劑分散液混合，并在攪拌下加熱反應，反應后離心分離，取固體，并將固體分散到去離子水中，得到改性的鈉基蒙脫土懸浮液；

3)以微濾膜作為抽濾用膜對步驟2)得到的所述改性的鈉基蒙脫土懸浮液進行抽濾，得到蒙脫土分離膜；

其中，步驟2)中所述改性劑分散液為雙-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、乙二胺基甲基三乙氧基硅烷(APM)或γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)中的任意一種或多種的醇溶液。溶劑醇可用甲醇、乙醇或丙醇，優選為乙醇。

由于蒙脫土片層間的陽離子交換性使得其層間距具有良好的可調控性，插層后更易于得到片層間距撐大的納米材料。上述技術方案中，通過插層反應使蒙脫土片層間距變大，易于改性劑分散液進入蒙脫土層間，使片層之間的間距進一步變大。另一方面，改性試劑中具有偶聯劑，偶聯劑處于片層之間，通過烷氧基與各蒙脫土片層上的羥基的反應使片層之間的結合力增強，進而可在聚合物基底膜上制備出均勻的蒙脫土膜。將制備所得的蒙脫土膜浸入電解質溶液中，顯示出電感特性，從而可制作液相環境下的電感元器件。

步驟1)中的離心操作，離心轉速7000～9000r/min，時間4～6min，離心2～4次。

步驟2)中的離心操作，離心轉速7000～9000r/min，時間4～6min，離心2～4次。

具體的，步驟1)中的所述插層劑選自二甲亞砜、乙酸鉀或乙酰胺中的任意一種。

具體的，步驟1)中：

所述鈉基蒙脫土與所述插層劑的用量比4～6g：20ml；

加熱反應的溫度為50～60℃；

加熱反應的時間為1.5～2.5h；

所述剝離的鈉基蒙脫與去離子水的用量比為12～60mg：10mL。

基于上述技術方案，可以實現步驟1)中的反應的進行。