The present invention relates to the field of membrane separation, which aims to provide an in situ compatibilization organic inorganic hybrid membrane and preparation method thereof. The hybrid membrane containing inorganic nanoparticles, inorganic nanoparticles and matrix polymer film by connecting N C covalent bond, inorganic nanoparticles are uniformly dispersed in the membrane. The surface of inorganic nanoparticles contains amino groups, which react with the substrate polymer under heating and fix the polymer chains on the surface of nanoparticles in situ. This method has the characteristics of simple operation, high efficiency and good modification effect, can improve the membrane filtration efficiency, at the same time can give the membrane hydrophilicity, specific adsorption and catalysis properties, suitable for drinking water treatment, sewage treatment, water separation, desalination, hemodialysis and catalytic separation applications.
【技术实现步骤摘要】
原位增容有机-无机杂化膜及制备方法
本专利技术涉及膜分离领域,特别涉及一种有机-无机杂化膜的制备方法。
技术介绍
膜分离技术是一种新型高效的分离技术,具有占地面积小,能耗低,分离效率高等优点,越来越广泛地用于化工、医药、农业和水处理等多个领域。通常无机膜具有强度高、刚性好、耐高温和化学稳定性好的优点,但是其脆性大、难成型、造价高。而聚合物分离膜具有韧性好、制备简单、造价低等优点,但是其化学稳定性、耐热性和耐有机溶剂性能较差,而且高压运行下容易发生压实的现象,导致分离效率下降。有机-无机杂化膜则结合了两者的优点,具有制备简单、耐压实性能好、强度高的优点。中国专利CN201610429517.1在聚合物溶液中加入二氧化硅分散液,通过静电纺丝制备得到油水分离膜,纳米二氧化硅提高了油水分离的效果。中国专利CN200910213434.9通过在铸膜液中加入无机纳米粒子,制备出本体共混纳米粒子的聚砜膜,提高了膜的表面亲水性和力学强度。中国专利CN200610155602.X将聚乙烯、含聚环氧乙烷两亲性共聚物、稀释剂、无机纳米粒子经熔融共混得到制膜料,制备的膜具有高度亲水、孔径分布窄、强度高、化学稳定性好等特点。中国专利CN201210018087.6用含有无机纳米粒子和亲水剂的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物制备得到无机/有机复合多孔膜,该膜具有高离子电导率、优异电化学性能、高机械强度以及低热收缩率。但是未经处理的无机粒子与聚合物的相容性比较差,容易产生团聚现象,导致膜形成缺陷,因此对纳米粒子进行表面改性是常用的方法。中国专利CN201511014599.5用多巴胺对无机纳 ...
【技术保护点】
一种原位增容有机‑无机杂化膜,其特征在于,该杂化膜含有无机纳米粒子,无机纳米粒子与膜基体聚合物主链末端通过N‑C键连接;所述的聚合物主链含有酯键、酰胺键、酰亚胺键或者醚键。
【技术特征摘要】
1.一种原位增容有机-无机杂化膜,其特征在于,该杂化膜含有无机纳米粒子,无机纳米粒子与膜基体聚合物主链末端通过N-C键连接;所述的聚合物主链含有酯键、酰胺键、酰亚胺键或者醚键。2.如权利要求1所述的原位增容有机-无机杂化膜,其特征在于,所述的无机纳米粒子为二氧化硅或二氧化钛中的一种或几种。3.一种原位增容有机-无机杂化膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在溶剂中加入膜基体聚合物,加热溶解得到聚合物溶液,将无机纳米粒子分散在溶剂中得到分散液,将聚合物溶液和无机纳米粒子分散液充分混合,在60~160℃下反应一定的时间,适当冷却后,加入添加剂,充分搅拌溶解得到铸膜液;(2)铸膜液经过脱泡处理后,通过纺丝法或者刮涂法得到中空纤维杂化膜或者平板杂化膜;所述的无机纳米粒子的表面带有氨基;所述的膜基体聚合物主链含有酯键、酰胺键、酰亚胺键或者醚键。4.如权利要求3所述的原位增容有机-无机杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的无机纳米粒子为二氧化硅或二氧化钛中的一种或几种。5.如权利要求3和4所述的原位增容有机-无机杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的无机纳米粒子表面含有共价键合的聚醚链、阴离子聚合物链、阳离子聚合物链或两性离子聚合物链。6.如权利要求3所述的原位增容有机-无机杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的溶剂为环丁砜、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、磷酸三乙酯或N-甲基吡咯烷酮中的一种或任意几种的混合物。7.如权利要求3所述的原位增容有机-无机杂化膜的制备方法,其特征在于,所述的添加剂为水、乙醇、乙二醇、甘油、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、磺化聚砜、聚砜-聚乙二醇嵌段共聚物、聚酯-聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙二醇-...
【专利技术属性】
技术研发人员:王灵辉,毛铭欣,吴天麟,王建华,刘望才,
申请(专利权)人:宁波工程学院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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