A modified nanoparticle suspension and its preparation method and application belong to the field of new chemical materials. The water-borne silica sol, tetraethyl orthosilicate and modifier are uniformly stirred and dispersed under alkaline conditions, then concentrated to 10 times by rotary evaporation concentration technology, freeze-drying the concentrated solution to nano-powder, then dispersed the prepared nano-powder in isohexadecane, after dispersed by ultrasonic cell crusher, a modified nano-particle suspension is obtained. The solid content of the suspension is 1_15%, the solvent is isohexadecane, and the nanoparticles are silica particles. The method has the advantages of simple equipment and process, simple operation, low cost, nano-scale powder, non-agglomeration, long-term stable dispersion in isohexadecane, high temperature and low temperature damage, and can be applied to the preparation of adjustable wettability separation membranes, as a new pore-forming agent for hollow fiber membranes, in large-scale production and to solve the problems of membrane fouling. It has great application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种改性纳米颗粒悬浮液及其制备方法与应用
本专利技术属于化工新材料领域,具体涉及一种改性纳米颗粒悬浮液及其制备方法与应用。
技术介绍
随着人口压力的增大与工业化生产的发展,水污染与水资源短缺已成为不可避免、日渐严重的问题。人们想通过海水淡化,水溶液的分离与浓缩,工业废水的治理等方法来解决这一问题,因此,分离膜技术应运而生。其中,中空纤维膜应用最广泛,但其存在膜污染的问题。解决膜污染的关键是在不影响其分离功能的前提下,使膜获得亲水性或者空气中疏油的性能。目前,常用的解决膜污染问题的方法有两种:一种是对成型后的膜进行研究改进;另一种是对膜基材料进行本体改性。对成型的膜改性其中一类是膜表面接枝的方法,YuzhangZhu等人用两性离子纳米水凝胶接枝PVDF膜,得到超亲水水下超疏油ZNG-g-PVDF膜,但是这类方法有制得的膜外观改变,且体系条件,如温度、pH值发生变化或者随着运行时间的增加,其改性的稳定性能会较差等缺点,且此方法大多适用于平板膜;另一类是平板膜包缠中空纤维膜的方法,朱海霖等人提出“藤缠树”亲水改性方法,在疏水PTFE包缠中空纤维膜的原纤及节点表面稳定地包覆亲水剂,赋予其优异的表面润湿性能,拓展其在水处理中的应用,此类方法制备工艺复杂,成本较高。为了进一步降低成本,简化工艺,改善膜污染的问题,受“荷叶效应”的启发,荷叶表面超疏水及自清洁的特性是由微-纳结构和低表面能物质共同决定的,有学者通过共混改性的方法对膜的原材料改性,在膜的原材料上构建不同润湿性的纳米颗粒及粗糙结构,有很大应用前景。俞丽芸等人采用相转化法直接将纳米SiO2与PVDF共混制备聚偏 ...
【技术保护点】
1.一种改性纳米颗粒悬浮液的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将9‑12体积份25‑28 vt.%氨水溶液与16‑26体积份去离子水溶液经超声分散混合5‑10 min后,逐滴添加2‑4质量份水性硅溶胶,超声分散5‑10 min后获得pH值9‑11的澄清混合溶液;将步骤(1)制备的混合溶液逐滴添加到180‑220体积份挥发性有机溶剂中,超声5‑10 min后再机械搅拌5‑10 min,逐滴添加1‑2体积份正硅酸四乙酯溶液,继续机械搅拌15‑60 min,再逐滴添加0.5‑2体积份改性剂,最后连续机械搅拌12‑48 h后获得改性稳定溶液;将步骤(2)制备的改性稳定溶液放入旋蒸仪中,在温度为50~60℃、转速为50~60 r/min条件下,旋蒸3~7 h,获得浓缩8~10倍的凝胶状浓缩液,最后将浓缩凝胶在冷冻干燥机中,‑80℃下,真空条件下,冷冻干燥24~48 h,获得干燥的改性纳米颗粒粉末;将1‑15质量份改性纳米颗粒粉末分散到100质量份异构十六烷中,用超声波细胞破碎机,在130~150W功率下,超声分散10‑20 min,即可获得能稳定分散48 h以上的所述改性纳米颗粒悬浮液 ...
【技术特征摘要】
1.一种改性纳米颗粒悬浮液的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将9-12体积份25-28vt.%氨水溶液与16-26体积份去离子水溶液经超声分散混合5-10min后,逐滴添加2-4质量份水性硅溶胶,超声分散5-10min后获得pH值9-11的澄清混合溶液;将步骤(1)制备的混合溶液逐滴添加到180-220体积份挥发性有机溶剂中,超声5-10min后再机械搅拌5-10min,逐滴添加1-2体积份正硅酸四乙酯溶液,继续机械搅拌15-60min,再逐滴添加0.5-2体积份改性剂,最后连续机械搅拌12-48h后获得改性稳定溶液;将步骤(2)制备的改性稳定溶液放入旋蒸仪中,在温度为50~60℃、转速为50~60r/min条件下,旋蒸3~7h,获得浓缩8~10倍的凝胶状浓缩液,最后将浓缩凝胶在冷冻干燥机中,-80℃下,真空条件下,冷冻干燥24~48h,获得干燥的改性纳米颗粒粉末;将1-15质量份改性纳米颗粒粉末分散到100质量份异构十六烷中,用超声波细胞破碎机,在130~150W功率下,超声分散10-20min,即可获得能稳定分散48h以上的所述改性纳米颗粒悬浮液。2.根据权利要求1所述的一种改性纳米颗粒悬浮液的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中水性硅溶胶pH值为4...
【专利技术属性】
技术研发人员:张友法,刘平,余新泉,吴立新,
申请(专利权)人:东南大学,江阴市天邦涂料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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