The invention belongs to the technical field of membrane separation, and specifically relates to a gas separation membrane based on silver nanoparticles/polydopamine coated UiO_66_polyether block amide. The preparation method is to obtain UiO_66 porous structure by hydrothermal method, modify polydopamine and silver nanoparticles to UiO_66 surface by stirring method, and coat UiO_66 ultrasound with a certain amount of silver nanoparticles/polydopamine. Dispersed in ethanol and water (mass ratio 7:3), uniform dispersion solution A was obtained; then a certain amount of polyether block amide was dissolved in the above-mentioned equal amount of ethanol and water solution, stirred to completely dissolve, and the dispersion solution B was obtained; the dispersion solution A and B were mixed, after ultrasonic degassing treatment of the mixture solution, the mixture was poured into the culture dish and dried to form a silver-based film. UiO_66_polyether block amide gas separation membranes coated with nanoparticles/polydopamine have higher gas permeability and separation coefficients than polyether block amide membranes, which have important application prospects in the field of gas separation.
【技术实现步骤摘要】
一种基于银纳米颗粒/聚多巴胺包覆UiO-66-聚醚嵌段酰胺的气体分离膜
本专利技术属于膜分离
,具体涉及一种基于银纳米颗粒/聚多巴胺包覆UiO-66-聚醚嵌段酰胺的气体分离膜及其制备方法。
技术介绍
高分子膜具有良好的机械性能以及热稳定性,因此被广泛用于气体分离领域。但是,大部分高分子膜的气体选择性和渗透性不能够同时提高,即二者之间存在罗伯逊上限,这降低了高分子气体分离膜的应用价值。为了同时提高高分子膜的渗透系数与分离系数,研究人员将纳米材料,如纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和氧化石墨烯等,与高分子复合,制备出气体分离性能优异的高分子复合膜。其中,金属有机骨架因其自身的优异性能被广泛应用于高分子气体分离膜的制备中。据Jin等人报道,由于金属有机框架具有多孔结构和较大的比表面积,以至于对气体产生筛分的作用从而增加选择性,并增加了自有体积,加快了气体分子的传输速率[JournalofMembraneScience,2016,513,155-165]。然而,仅在高分子材料中加入金属有机框架,往往会出现界面缺陷。Jin等人发现在金属有机框架表面包覆一层聚多巴胺后,有助于改善界面缺陷,且聚多巴胺的多孔性质不会阻碍气体分子的传输[AdvancedMaterials,2016,28,3399-3405]。除此之外,Wu等人报道聚多巴胺表面儿茶酚基团的还原能力和粘合特性,能将银离子通过金属/儿茶酚基团间的螯合作用固定下来,并将还原得到的银纳米球牢牢粘在聚多巴胺球表面,由于银离子对二氧化碳具有促进传输作用,从而改善了膜的气体分离性能[JournalofMembraneSc ...
【技术保护点】
1.一种基于银纳米颗粒/聚多巴胺包覆UiO‑66‑聚醚嵌段酰胺的气体分离膜及其制备方法,其制备步骤包括:(1)将一定量的四氯化锆、对苯二甲酸、去离子水溶解在100毫升N,N‑二甲基甲酰胺中,充分溶解后,将该溶液倒入不锈钢反应釜中进行水热反应,水热条件为120℃,24小时,得到UiO‑66;(2)将水热反应得到的UiO‑66离心,洗去未反应完全的溶剂,在甲醇中浸泡三天,充分除去UiO‑66孔道中的溶剂,然后在真空中100℃干燥24h得到干燥的UiO‑66粉末;(3)将一定量的UiO‑66粉末分散于pH值为8.5的Tris‑Hcl水溶液中,加入一定量的多巴胺盐酸盐,快速搅拌5h,离心得到聚多巴胺包覆的UiO‑66;(4)将步骤(3)得到的聚多巴胺包覆的UiO‑66重新分散入水中,加入一定量的硝酸银,搅拌6个小时,离心洗去未反应的溶剂,在干燥箱中60℃干燥一天,得到银纳米颗粒/聚多巴胺包覆UiO‑66;(5)将一定量步骤(1)‑(4)制备的粉末银纳米颗粒/聚多巴胺包覆UiO‑66超声分散于乙醇与水的混合溶液中,得到分散液A,再将一定量的聚醚嵌段酰胺溶于另一部分乙醇与水的混合溶液中,搅拌至完全 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于银纳米颗粒/聚多巴胺包覆UiO-66-聚醚嵌段酰胺的气体分离膜及其制备方法,其制备步骤包括:(1)将一定量的四氯化锆、对苯二甲酸、去离子水溶解在100毫升N,N-二甲基甲酰胺中,充分溶解后,将该溶液倒入不锈钢反应釜中进行水热反应,水热条件为120℃,24小时,得到UiO-66;(2)将水热反应得到的UiO-66离心,洗去未反应完全的溶剂,在甲醇中浸泡三天,充分除去UiO-66孔道中的溶剂,然后在真空中100℃干燥24h得到干燥的UiO-66粉末;(3)将一定量的UiO-66粉末分散于pH值为8.5的Tris-Hcl水溶液中,加入一...
【专利技术属性】
技术研发人员:薛庆忠,李潇,乔煦容,常晓,祝磊,李小芳,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:发明
国别省市:山东,37
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