一种喷涂仿生矿化组装超亲水有机-无机杂化膜的方法技术

一种喷涂仿生矿化组装超亲水有机-无机杂化膜的方法，属于膜技术领域，包括以下步骤：将聚阳离子和聚阴离子分别制成膜液，多次交替喷涂至聚丙烯腈平板膜上形成聚电解质多层膜；随后将氯化钙和碳酸钠分别加至聚阳离子和聚阴离子溶液中配制混合溶液，利用喷涂LbL技术组装至聚电解质多层膜上，聚阴离子中的羧基可通过静电作用结合Ca2+,再通过离子作用结合CO32-.制备碳酸钙杂化膜。通过调节钙源浓度可获得超亲水表面。本发明专利技术首次将碳酸钙杂化膜应用到渗透汽化领域。在95wt％乙醇/水体系中，渗透通量可达到1317g/(m2·h)，相对于(PEI/PAA)20有机膜至少提高了4倍，同时选择性也有明显升高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种有机-无机杂化膜的制备，特别是利用喷涂层层自组装与仿生矿化相结合制备高性能有机-无机杂化渗透汽化膜，属于膜
。
技术介绍
膜材料和成膜方法是决定膜性能的关键因素。有机无机杂化膜作为一种新型膜，可以弥补单一材料膜难以克服的缺陷，近10年来，杂化膜在渗透汽化领域的研究逐渐引起人们的关注。但是，大部分普通的有机无机杂化渗透汽化膜并未从根本上解决“Trade-Off”现象。 对于优先透水的有机无机杂化渗透汽化膜来说，膜表面的亲水性决定了水分子在膜中的溶解扩散速率。因此，向有机膜中引入具有超亲水潜质的无机粒子制备超亲水杂化膜是提高渗透通量的一条重要途径。 仿生矿化材料具有良好的机械性能、物理性能和化学性能，其潜在的应用前景已展现在世人面前。碳酸钙作为自然界中含量最丰富的矿化物质之一，现已得到广泛应用。含有羧基的聚合物可诱导碳酸钙晶体的生长、成核过程。这一思路为制备有机无机杂化膜提供了一个新的研究方向。但是大部分研究只停留在对晶体的研究，鲜有对其所制得膜进行分离性能的研究，尤其是渗透汽化分离领域的研究。 【专利技术内容】 本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷涂仿生矿化组装超亲水有机‑无机杂化膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚阳离子、聚阴离子溶解在溶剂中，经搅拌、超声脱泡处理，配成制膜液；(2)将多孔支撑体固定在载膜器的载物盘上，同时调节低速电机转速至恒定；(3)分别将聚阳离子溶液、去离子水、聚阴离子溶液置于压力桶内；(4)在压力下，将聚阳离子制膜液喷涂至多孔支撑体表面，在支撑体表面形成聚阳离子薄膜层；(5)在压力下，将去离子水喷涂至薄膜层表面，对聚阳离子薄膜层进行淋洗；(6)在压力下，将聚阴离子膜液喷涂至支撑体表面，使聚阴离子与聚阳离子发生反应，形成单层复合分离膜；(7)在压力下，将去离子水喷涂至薄膜层表面，对聚阴离子薄膜层进行...

【技术特征摘要】
1.一种喷涂仿生矿化组装超亲水有机-无机杂化膜的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将聚阳离子、聚阴离子溶解在溶剂中，经搅拌、超声脱泡处理，配成制膜液； (2)将多孔支撑体固定在载膜器的载物盘上，同时调节低速电机转速至恒定； (3)分别将聚阳离子溶液、去离子水、聚阴离子溶液置于压力桶内； (4)在压力下，将聚阳离子制膜液喷涂至多孔支撑体表面，在支撑体表面形成聚阳离子薄膜层； (5)在压力下，将去离子水喷涂至薄膜层表面，对聚阳离子薄膜层进行淋洗； (6)在压力下，将聚阴离子膜液喷涂至支撑体表面，使聚阴离子与聚阳离子发生反应，形成单层复合分离膜； (7)在压力下，将去离子水喷涂至薄膜层表面，对聚阴离子薄膜层进行淋洗； (8)重复(4)?(7)步骤，可在支撑体表面形成聚电解质多层分离膜。将喷涂完毕的聚电解质多层膜取下，放入洁净的烘箱内，低温干燥烘干。 (9)混合溶液的制备 (a)分别将聚阳离子和聚阴离子溶于去离子水中，搅拌均匀待用； (b)将制备仿生矿化材料的钙盐或钠盐加入到聚阳离子溶液中，搅拌均匀，制备出聚阳离子+钙盐或者聚阳离子+钠盐混合溶液； (c)与步骤(b)对应，将钠盐或钙盐加入到聚阴离子溶液中，搅拌均匀，对应制备出聚阴离子+钠盐或者聚阴离子+钙盐混合溶液； (10)将(8)中制备好的聚电解质多层分离膜继续安装在载膜器的载物盘上，同时调节低速电机转速至恒定； (11)分别将步骤(9)中(b)制备的混合液、去离子水、步骤(9)中(c)制备的混合液置于压力桶内； (12)在压力下，将聚阳离子+钙盐混合溶液喷涂至聚电解质...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国俊，巩莉丽，秦振平，纪树兰，王乃鑫，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11