本发明专利技术涉及一种新型有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜及其制备方法。本发明专利技术是在多孔支撑层上，将含有多元氨基的笼状倍半硅氧烷的水溶液与含多元酰氯单体的有机溶液之间进行界面缩聚，形成一层超薄功能分离层。本发明专利技术所制得的膜是在分子水平上杂化的有机-无机杂化膜，具有较好的耐氧化性、耐高温性和耐溶剂性，且制备方法简单，工艺条件较好控制，在水溶液分离、有机物分离领域具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种新型有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜及其制备方法。本专利技术是在多孔支撑层上，将含有多元氨基的笼状倍半硅氧烷的水溶液与含多元酰氯单体的有机溶液之间进行界面缩聚，形成一层超薄功能分离层。本专利技术所制得的膜是在分子水平上杂化的有机-无机杂化膜，具有较好的耐氧化性、耐高温性和耐溶剂性，且制备方法简单，工艺条件较好控制，在水溶液分离、有机物分离领域具有广阔的应用前景。【专利说明】
本专利技术涉及一种新型有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜及其制备方法
技术介绍
纳滤是20世纪80年代末期发展起来的一种新型膜分离技术，由于其具有高效率、低能耗、高选择性等优点，已在海水淡化、废水处理、生物制品分离、环境工程、食品、医药等领域得到广泛应用。纳滤技术的核心是纳滤膜，复合膜是目前纳滤膜的主要结构形式，复合膜是将一层超薄功能层沉积到具有适当孔径的多孔支撑膜表面，沉积方式主要有表面涂覆、界面聚合和原位聚合等，复合膜可使每层的性能达到最优化。芳香聚酰胺是目前纳滤膜的主要材料，由于其具有脱盐率高、通量大、化学稳定性好、PH适用范围宽、操作压力要求低等优点被广泛使用，但其不耐氧化，易被活性氯氯化降解。研究发现胺类制备的聚酰胺的耐氯性顺序为:芳香族二胺<脂环族二胺<脂肪族二胺，脂环或脂肪二胺单体制备得到的聚酰胺只发生可逆的酰胺键的氯化，而不发生不可逆的芳香环的氯化，用脂环或脂肪胺代替芳香胺制备聚酰胺膜提高耐氯性，但引入脂环或脂肪胺后，会降低膜的机械强度，不宜在压力较高的条件下使用。目前，纳滤膜的应用领域主要是水溶液体系，但实际工业流程涉及的很大部分是有机溶剂体系，随着纳滤膜的发展和实际应用的需要，耐溶剂纳滤膜应运而生，膜材料的选择取决于以下几个方面:成膜特性、热稳定性、耐压密性和溶剂惰性，耐溶剂纳滤膜的发展还处于起步阶段。近年来，有机-无机杂化膜结合了传统有机膜与无机膜的优良性能，已成为膜领域的研究热点之一。研究表明，在保持传统有机膜韧性好、密度低等优点的前提下，杂化膜的强度和化学稳定性都有了提高。目前有机-无机杂化膜主要有两类，一类是无机粒子填充型杂化膜，即无机粒子作为增强相，均匀分散在有机主体相中而形成的一类杂化膜，例如沸石分子筛聚酰胺共混膜；另一类为有机基体和无机前躯体(金属醇盐)在制膜过程中发生反应(脱水缩合)形成共价键或离子键，制备成分子水平的均相杂化膜，例如SiOxCyHz膜。杂化膜在复合纳滤膜领域，目前主要是填充型，且存在粒子分散、膜缺陷等问题，若能制得分子水平杂化的纳滤膜，不但以上问题会得到改善，而且其强度和化学稳定性会有更大的提闻。
技术实现思路
本专利技术的目的是采用界面聚合的方法，制备一种分子水平杂化的新型有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜。本专利技术是通过以下技术方案实现的:—种新型有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜及其制备方法，在多孔支撑层一侧或二侧表面上附着有一层功能分离层，功能分离层是通过含有多元氨基笼状倍半硅氧烷的水溶液与含多元酰氯单体的有机溶液在多孔支撑膜表面界面缩聚而成。上述的有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜，其特征在于:所述的多元氨基笼状倍半硅氧烷，能溶于水，典型的笼状结构为完全水解缩合的(a)立方形、(b)三角棱形、双五元环、双六圆环，以及(C)不完全水解缩合结构中的一种或二种以上；【权利要求】1.一种有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜，其特征在于:在多孔支撑层一侧或二侧表面上附着有一层功能分离层，功能分离层是通过含有多元氨基笼状倍半硅氧烷的水溶液与含多元酰氯单体的有机溶液在多孔支撑膜表面界面缩聚而成。2.按照权利要求1所述的有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜，其特征在于:所述的多元氨基笼状倍半硅氧烷，能溶于水，典型的笼状结构为完全水解缩合的(a)立方形、(b)三角棱形、双五元环、双六圆环，以及(C)不完全水解缩合结构中的一种或二种以上； 3.按照权利要求1或2所述的有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜，其特征在于:所述的多元氨基笼状倍半硅氧烷为(d)八氨丙基笼状倍半硅氧烷 4.按照权利要求1所述的有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜，其特征在于: 所述的多元酰氯单体为含有酰氯或异腈酸酯基团的单体，单体上基团有两个或三个以上。5.按照权利要求1或4所述的有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜，其特征在于: 所述的多元酰氯单体为均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、5-异腈酸酯-异酞酰氯、5-氧甲酰氯-异酞酰氯中的一种或二种以上。6.一种权利要求1-5任一所述有机-无机杂化聚酰胺纳滤膜的制备方法，其特征在于: 先分别配制成上述含有多元氨基笼状倍半硅氧烷的单体的水相和含多元酰氯单体的有机相溶液，将支撑层一侧单面或二侧双面浸入到水溶液中，取出待其表面水干后，浸入到有机相溶液中，2-15分钟，空气中阴干1-3分钟，60-100°C热处理5_10分钟，之后用水漂洗即可； 所述的含有多元氨基笼状倍半硅氧烷的水相，溶质含有多元氨基笼状倍半硅氧烷的质量浓度为0.5-4wt% ； 所述的含多元酰氯单体的有机相溶液，溶质含多元酰氯单体的质量浓度为.0.05-0.3wt%07.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于: 所述的含有多元氨基笼状倍半硅氧烷的水相，既可是单纯的权利要求2所述多元氨基笼状倍半硅氧烷的水溶液，也可是权利要求2所述多元氨基笼状倍半硅氧烷与多元有机胺共混的水溶液； 所述多元有机胺，为间苯二胺、对苯二胺、磺化间苯二胺、均苯三胺、哌嗪、乙二胺、二乙烯三胺、1，6己二胺中的一种或二种以上； 所述多元有机胺在其与多元氨基笼状倍半硅氧烷共混溶质中的质量分数为0-100%，共混溶质在水中质量分数为0.5-4wt% 所述含多元酰氯单体的有机相溶液采用的溶剂为能溶解多元酰氯单体、但与水不相溶的液体。8.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于: 所述的溶剂为正己烷、正庚烷、十一烷、三氟三氯乙烷中的一种或两种以上。9.按照权利要求6所述的制备方法，其特征在于: 所述多孔支撑层为聚砜类、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚芳醚酮、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等聚合物中的一种或二种以上的共混物。 所制得的膜可为平板膜、中空纤维膜或管式膜；分离层附着于平板膜的一侧或二侧表面；分离层附着于中 空纤维膜或管式膜的外表面或内表面或内外二侧表面。【文档编号】B01D69/08GK103877876SQ201210566283【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日 【专利技术者】曹义鸣, 刘中楠, 于海军, 康国栋, 刘健辉, 周美青, 李萌 申请人:中国科学院大连化学物理研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机‑无机杂化聚酰胺纳滤膜，其特征在于：在多孔支撑层一侧或二侧表面上附着有一层功能分离层，功能分离层是通过含有多元氨基笼状倍半硅氧烷的水溶液与含多元酰氯单体的有机溶液在多孔支撑膜表面界面缩聚而成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹义鸣，刘中楠，于海军，康国栋，刘健辉，周美青，李萌，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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