一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法技术

一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法，它涉及一种制备纳滤膜的方法。本发明专利技术的目的是要解决现有耐溶剂纳滤膜一般通过界面聚合的方法制备，但是纳米粒子与薄膜聚合物间亲和性较差，界面产生孔隙缺陷，导致耐溶剂纳滤膜对溶质的截留率降低的问题。方法：一、制备聚酰亚胺溶液；二、制备聚酰亚胺薄膜；三、制备己二胺异丙醇溶液；四、对聚酰亚胺薄膜进行交联；五、洗净交联后的聚酰亚胺薄膜；六、制备邻苯二酚溶液；七、向邻苯二酚溶液中加入端胺基笼状倍半硅氧烷，得到耐溶剂纳滤膜，本发明专利技术可获得一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备纳滤膜的方法。
技术介绍
耐溶剂纳滤分离作为一种新型的分离技术正逐渐受到人们的重视，其分离对象是有机溶液体系，在常温和一定的压力梯度下即可实现溶液中各种小分子物质的分离，同时有机溶剂也可得到有效的回收。与传统的处理工艺相比，既降低了生产成本，又具有高效、节能及环保等优点，使其在石油化工、医药和食品等领域的非水溶液体系中具有极大的潜在应用价值。目前使用的很大一部分耐溶剂纳滤膜为薄膜复合耐溶剂纳滤膜，一般通过界面聚合的方法制备。通过往界面聚合溶液中加入纳米粒子物理共混的方法，可以有效的提高复合膜的渗透通量。但是由于纳米粒子与薄膜聚合物间亲和性较差，往往使得两者界面处产生孔隙缺陷，从而降低复合膜对溶质的截留率。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有耐溶剂纳滤膜一般通过界面聚合的方法制备，但是纳米粒子与薄膜聚合物间亲和性较差，界面产生孔隙缺陷，导致耐溶剂纳滤膜对溶质的截留率降低的问题，而提供一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法。一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法，是按以下步骤完成的：一、将聚酰亚胺溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液；二、利用浸没沉淀相转化方法将步骤一得到的质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液制备成聚酰亚胺薄膜；再使用去离子水对聚酰亚胺薄膜洗涤3～5次，得到清洗后的聚酰亚胺薄膜；三、将己二胺溶解到异丙醇中，得到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液；四、将步骤二得到的清洗后的聚酰亚胺薄膜浸入到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液中3h～24h，得到交联后的聚酰亚胺薄膜；五、将交联后的聚酰亚胺薄膜浸入到异丙醇中1h～6h，再取出，得到清洗后交联的聚酰亚胺薄膜；六、将50mL浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷水溶液、15mL浓度为0.1mol/L的HCl水溶液和35mL蒸馏水混合，得到pH值为8.5的缓冲溶液；向pH值为8.5的缓冲溶液中加入邻苯二酚，得到邻苯二酚溶液；步骤六中所述的邻苯二酚的质量与pH值为8.5的缓冲溶液的体积比为(0.1mg～5mg):1mL；七、向邻苯二酚溶液中加入端胺基笼状倍半硅氧烷，得到混合溶液；室温下将步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺膜浸泡在混合溶液中0.5h～24h，得到耐溶剂纳滤膜，即完成邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法；步骤七中所述的混合溶液中邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷的质量比为1:(0.1～10)。本专利技术步骤一中所述的聚酰亚胺购买自HP Polymer GmbH公司，型号为Lenzing P84；本专利技术步骤七中所述的端胺基笼状倍半硅氧烷购买自Hybrid Plastics Inc公司，型号为AM0285。本专利技术的原理及优点：一、本专利技术中邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷在pH8.5的缓冲溶液中能够通过麦克加成反应及席夫碱反应生成聚合物，同时生成的这类聚合物可以涂覆在任何基底材料上，通过该方法可以对聚酰亚胺基膜进行涂覆，可以得到含笼状倍半硅氧烷纳米粒子的薄膜复合耐溶剂纳滤膜；由于笼状倍半硅氧烷纳米粒子通过共价键复合在薄膜层中，避免了纳米粒子与聚合物界面处间隙的产生，因此，使用本专利技术的方法制备的耐溶剂纳滤膜具备通量高截留率高等显著优点；二、邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆使基膜表面的孔径逐渐变小，达到纳滤膜孔径范围；同时，端胺基笼状倍半硅氧烷被负载到薄膜复合层中；本专利技术方法得到的耐溶剂纳滤膜不仅渗透通量高，而且对小分子表现出很好的截留性能，具有重大的应用前景；三、本专利技术制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇渗透量通量低于150Lm-2h-1bar-1；四、本专利技术制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率高于18％。本专利技术可获得一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法。附图说明图1为红外光谱图，图1中1为实施例一步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺薄膜的红外曲线，2为实施例一步骤七中得到的耐溶剂纳滤膜的红外曲线，3为端胺基笼状倍半硅氧烷的红外曲线；图2为接触角柱状图，图2中1为实施例一步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺薄膜的接触角，2为实施例二制备的耐溶剂纳滤膜的接触角，3为实施例三制备的耐溶剂纳滤膜的接触角，4为实施例一制备的耐溶剂纳滤膜的接触角，5为实施例九制备的耐溶剂纳滤膜的接触角；图3是耐溶剂纳滤膜的乙醇通量随邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷质量比变化示意图；图3中1为实施例一步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺薄膜的乙醇通量，2为实施例二制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，3为实施例十二制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，4为实施例三制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，5为实施例五制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，6为实施例六制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，7为实施例一制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，8为实施例七制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，9为实施例九制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量，10为实施例十一制备的耐溶剂纳滤膜的乙醇通量；图4为耐溶剂纳滤膜的RB截留率，图4中1为实施例一步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺薄膜的RB截留率，2为实施例二制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，3为实施例十二制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，4为实施例三制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，5为实施例五制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，6为实施例六制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，7为实施例一制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，8为实施例七制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，9为实施例九制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率，10为实施例十一制备的耐溶剂纳滤膜的RB截留率。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法是按以下步骤完成的：一、将聚酰亚胺溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液；二、利用浸没沉淀相转化方法将步骤一得到的质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液制备成聚酰亚胺薄膜；再使用去离子水对聚酰亚胺薄膜洗涤3～5次，得到清洗后的聚酰亚胺薄膜；三、将己二胺溶解到异丙醇中，得到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液；四、将步骤二得到的清洗后的聚酰亚胺薄膜浸入到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液中3h～24h，得到交联后的聚酰亚胺薄膜；五、将交联后的聚酰亚胺薄膜浸入到异丙醇中1h～6h，再取出，得到清洗后交联的聚酰亚胺薄膜；六、将50mL浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷水溶液、15mL浓度为0.1mol/L的HCl水溶液和35mL蒸馏水混合，得到pH值为8.5的缓冲溶液；向pH值为8.5的缓冲溶液中加入邻苯二酚，得到邻苯二酚溶液；步骤六中所述的邻苯二酚的质量与pH值为8.5的缓冲溶液的体积比为(0.1mg～5mg):1mL；七、向邻苯二酚溶液中加入端胺基笼状倍半硅氧烷，得到混合溶液；室温下将步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺膜浸泡在混合溶液中0.5h～24h，得到耐溶剂纳滤膜，即完成邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法；步骤七中所述的混合溶液中邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷的质量比为1:(0.1～10)。本实施方式步骤一中所述的聚酰亚胺购买自HP Polymer GmbH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法，其特征在于一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法是按以下步骤完成的：一、将聚酰亚胺溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液；二、利用浸没沉淀相转化方法将步骤一得到的质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液制备成聚酰亚胺薄膜；再使用去离子水对聚酰亚胺薄膜洗涤3～5次，得到清洗后的聚酰亚胺薄膜；三、将己二胺溶解到异丙醇中，得到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液；四、将步骤二得到的清洗后的聚酰亚胺薄膜浸入到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液中3h～24h，得到交联后的聚酰亚胺薄膜；五、将交联后的聚酰亚胺薄膜浸入到异丙醇中1h～6h，再取出，得到清洗后交联的聚酰亚胺薄膜；六、将50mL浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷水溶液、15mL浓度为0.1mol/L的HCl水溶液和35mL蒸馏水混合，得到pH值为8.5的缓冲溶液；向pH值为8.5的缓冲溶液中加入邻苯二酚，得到邻苯二酚溶液；步骤六中所述的邻苯二酚的质量与pH值为8.5的缓冲溶液的体积比为(0.1mg～5mg):1mL；七、向邻苯二酚溶液中加入端胺基笼状倍半硅氧烷，得到混合溶液；室温下将步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺膜浸泡在混合溶液中0.5h～24h，得到耐溶剂纳滤膜，即完成邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法；步骤七中所述的混合溶液中邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷的质量比为1:(0.1～10)。...

【技术特征摘要】
1.一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法，其特征在于一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法是按以下步骤完成的：一、将聚酰亚胺溶解到溶剂中，得到质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液；二、利用浸没沉淀相转化方法将步骤一得到的质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液制备成聚酰亚胺薄膜；再使用去离子水对聚酰亚胺薄膜洗涤3～5次，得到清洗后的聚酰亚胺薄膜；三、将己二胺溶解到异丙醇中，得到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液；四、将步骤二得到的清洗后的聚酰亚胺薄膜浸入到质量分数为2％～20％的己二胺异丙醇溶液中3h～24h，得到交联后的聚酰亚胺薄膜；五、将交联后的聚酰亚胺薄膜浸入到异丙醇中1h～6h，再取出，得到清洗后交联的聚酰亚胺薄膜；六、将50mL浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷水溶液、15mL浓度为0.1mol/L的HCl水溶液和35mL蒸馏水混合，得到pH值为8.5的缓冲溶液；向pH值为8.5的缓冲溶液中加入邻苯二酚，得到邻苯二酚溶液；步骤六中所述的邻苯二酚的质量与pH值为8.5的缓冲溶液的体积比为(0.1mg～5mg):1mL；七、向邻苯二酚溶液中加入端胺基笼状倍半硅氧烷，得到混合溶液；室温下将步骤五中得到的清洗后交联的聚酰亚胺膜浸泡在混合溶液中0.5h～24h，得到耐溶剂纳滤膜，即完成邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法；步骤七中所述的混合溶液中邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷的质量比为1:(0.1～10)。2.根据权利要求1所述的一种邻苯二酚和端胺基笼状倍半硅氧烷共涂覆制备耐溶剂纳滤膜的方法，其特征在于步骤二中所述的浸没沉淀相转化方法的具备步骤为：将质量分数为14％～20％的聚酰亚胺溶液倾倒到洁净的玻璃板上，再使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵路，徐艳超，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学宜兴环保研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32