[發明專利]polymer-COFs-生物質復合膜及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 202310479387.2
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116371371A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 趙玉真;王緒富
• 申請（專利權）人: 宜興辰創至誠新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 嘉興啟帆專利代理事務所(普通合伙) 33253
• 代理人: 柯達

本發明公開了polymer?COFs?生物質復合膜及其制備方法、應用，包括有以下步驟：COFs材料的制備、polymer?COFS材料的合成、細菌纖維素干膜的制備、polymer?COFs?生物質復合膜的合成、polymer?COFs?生物質復合膜的活化。本發明的polymer?COFs?生物質復合膜具有良好的吸附效果和適用范圍，力學性能好。對Fe3+、Cu2+、Cd2+等金屬離子具有良好額吸附效果，具有可重復使用性能。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及polymer-COFs-生物質復合膜及其制備方法、應用。

背景技術

聚合物(Polymer)膜的化學穩定性優異，是目前使用最廣泛的膜材料之一；水處理用的Polymer膜具有堅韌度高、對液體的耐滲透性高、耐絕大多數化學品與溶劑、耐候性好等優點。但是Polymer膜的使用過程中存在一些問題，如疏水性強導致其易被污染，使膜的通量產生大幅度下降，機械強度有待提高等。為了克服上述問題，Polymer膜的改性成為研究熱點，常用的改性方法有原材料改性、表面改性和共混改性等。這些改性方法主要目的在于提高Polymer膜的親水性，增加水通量并降低污染率。

用COF材料對Polymer進行改性也是Polymer膜的改性方式之一。首先由COF配體和線性親水Polymer制備一種單體，然后和另一種單體共聚形成聚合物共價有機骨架(Polymer-COF)；Polymer共價鍵和COFs實現化學結合，提高結構穩定性。并且復合膜的孔徑變小、孔隙率增大，提高了篩分性。但是由于線性Polymer的存在，導致合成的Polyer-COF穩定性和機械強度仍需要進一步提高，不利于復合膜的循環利用。

細菌纖維素(Bacterial?cellulose.BC)由于自身親水性強，可生物降解以及含有大量羥基官能才等特性，是理想的離子吸附材料。但由于細菌纖維素構效關系的影響，限制了其在吸附材料領域的應用。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：polymer-COFs-生物質復合膜的制備方法，包括有以下步驟：

步驟一、COFs材料的制備：將一定量的2,4,6-三(4-氨基苯基)1.3,5-三嗪和一定量的2,3,5,6-四氟對苯二甲醛混合，然后加入一定量的1,2-二氯苯和一定量的正丁醇，將混合溶液超聲處理后再加入一定量的乙酸水溶液，得到均勻分散的黃色溶液；

將黃色溶液利用氮氣-冷凍-脫氣處理多次，去除黃色溶液中的氧氣，之后干燥箱中干燥加熱一段時間，最后將產物分別用四氫呋喃、丙酮、甲醇離心清洗，再用正己烷進行過濾并將其置于真空干燥箱中在干燥，得到橘黃色固體粉末即為所需的COFs材料；

步驟二、polymer-COFS材料的合成：稱取一定量的COFs材料分散至一定量的N,N-二甲基甲酰胺中，再加入一定量的無水碳酸鉀和一定量的溶有鹽酸多巴胺的DMF溶液，超聲處理后恒溫加熱一段時間，最后將反應產物分別用丙酮、水、甲醇離心清洗，并將反應產物真空干燥，得到褐色固體粉末即為所需的polymer-COFS材料；

步驟三、細菌纖維素干膜的制備：將接種了木醋桿菌菌液后的細菌纖維素營養液轉移至恒溫狀態的生物培養箱中在靜止狀態下培養生長，將生長好的細菌纖維素取出，用去離子水清洗干凈細菌纖維素去除其表面的雜質；配置NaOH溶液，將清洗后細菌纖維素放入NaOH溶液中，水浴加熱鍋中加熱處理，處理完成后將細菌纖維素取出用去離子水反復沖洗，然后在水浴加熱鍋中與離子水一起水浴加熱處理，直至細菌纖維素的PH值呈中性；最后將細菌纖維素放入冷凍干燥機中凍干，得到細菌纖維素干膜；