一种纳米二硫化钼复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及膜材料技术领域，具体涉及一种纳米二硫化钼复合膜及其制备方法。本发明专利技术提供的纳米二硫化钼复合膜，包括以下质量份数的制备原料：高分子聚合物9～26份；二硫化钼纳米片0.1～10份；致孔剂0～20份；有机溶剂60～90份。本发明专利技术以高分子聚合物为主体制膜材料，将二硫化钼纳米片直接引入其中而无需进行其它改性处理，二硫化钼纳米片能够构建便利的水传输通道，提高渗透性能，使制备得到的纳米二硫化钼复合膜在具有较高截留率的同时还具有较高水通量。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米二硫化钼复合膜及其制备方法
本专利技术涉及膜材料
，具体涉及一种纳米二硫化钼复合膜及其制备方法。
技术介绍
分离膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，通常按分离机理和适用范围可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜等，在环境保护、水资源再生等方面有着广泛的应用前景。目前，常用的有机制膜材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、海藻酸钠(SA)等高分子材料。水通量、截留分子量、耐污染性能是表征膜性能的主要指标。通常，采用上述高分子材料制备的膜材料水通量增大的时候，截留率是下降的。因此，在不影响截留率的情况下尽量提高水通量是目前大多数工业化生产膜的主要目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米二硫化钼复合膜及其制备方法，本专利技术提供的纳米二硫化钼复合膜在具有较高截留率的同时还具有较高水通量。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种纳米二硫化钼复合膜，包括以下质量份数的制备原料：优选地，所述高分子聚合物包括聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺和海藻酸钠中的一种或几种。优选地，所述二硫化钼纳米片的厚度≤15nm，片径尺寸≤2μm。优选地，所述致孔剂包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、丙三醇、丙二醇和丙酮中的一种或几种。优选地，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或几种。优选地，所述纳米二硫化钼复合膜的厚度为0.1～0.3mm。本专利技术提供了上述技术方案任一项所述纳米二硫化钼复合膜的制备方法，包括以下步骤：将纳米二硫化钼复合膜的制备原料混合后脱泡，得到铸膜液；将所述铸膜液刮制形成湿膜，预固化后进行相转化成膜，得到纳米二硫化钼复合膜。优选地，所述脱泡在密闭、静置条件下进行；所述脱泡的温度为50～80℃，时间为2～24h。优选地，所述预固化在空气氛围中进行；所述预固化的温度为0～80℃，时间为1～90s。优选地，所述相转化成膜的温度为15～32℃，时间为2s～48h。本专利技术提供了一种纳米二硫化钼复合膜，包括以下质量份数的制备原料：高分子聚合物9～26份；二硫化钼纳米片0.1～10份；致孔剂0～20份；有机溶剂60～90份。本专利技术以高分子聚合物为主体制膜材料，将二硫化钼纳米片直接引入其中而无需进行其它改性处理，二硫化钼纳米片即能够构建便利的水传输通道，提高渗透性能，使制备得到的纳米二硫化钼复合膜在具有较高截留率的同时还具有较高水通量。本专利技术提供了所述纳米二硫化钼复合膜的制备方法，包括以下步骤：将纳米二硫化钼复合膜的制备原料混合后脱泡，得到铸膜液；将所述铸膜液刮制形成湿膜，预固化后进行相转化成膜，得到纳米二硫化钼复合膜。本专利技术提供的制备方法操作简单、二硫化钼纳米片无需复杂的改性处理，直接与其它制备原料混合后制膜即可，原料易得，自动化程度高，适于大规模工业化生产。附图说明图1为实施例1制备的膜材料的表面扫描电镜图；图2为实施例1制备的膜材料的截面扫描电镜图；图3为实施例1～3和对比例1制备的膜材料的纯水通量和对牛血清蛋白的截留率数据图；图4为实施例4和对比例2制备的膜材料的纯水通量数据图；图5为实施例5和对比例3制备的膜材料的纯水通量和对牛血清蛋白的截留率数据图。具体实施方式本专利技术提供了一种纳米二硫化钼复合膜，包括以下质量份数的制备原料：本专利技术提供的纳米二硫化钼复合膜的制备原料包括高分子聚合物9～26份，优选为12～23份，更优选为15～20份。本专利技术对于所述高分子聚合物的分子量以及具体种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的适用于制备膜材料的高分子聚合物即可。在本专利技术中，所述高分子聚合物优选包括聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺和海藻酸钠中的一种或几种，更优选为聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺或海藻酸钠，进一步优选为聚醚砜、聚偏氟乙烯或聚乙烯吡咯烷酮。以所述高分子聚合物的质量份数为基准，本专利技术提供的纳米二硫化钼复合膜的制备原料包括二硫化钼纳米片0.1～10份，优选为0.5～7份，更优选为1～5份。在本专利技术中，所述二硫化钼纳米片的厚度优选≤15nm，更优选为5～10nm；片径尺寸优选≤2μm，更优选为0.5～1.5μm。在本专利技术中，所述片径尺寸具体指经过二硫化钼纳米片内部的最长径的尺寸。本专利技术通过添加少量二硫化钼纳米片即能够使纳米二硫化钼复合膜具有较高的截留率和水通量，生产成本低，利于工业化应用；本专利技术优选控制二硫化钼纳米片的尺寸在上述范围内，有利于二硫化钼纳米片在其它制备原料中均匀分散，保证其在纳米二硫化钼复合膜中更好地发挥微观效应，进一步使纳米二硫化钼复合膜具有较高的截留率和水通量。以所述高分子聚合物的质量份数为基准，本专利技术提供的纳米二硫化钼复合膜的制备原料包括致孔剂0～20份，优选为0.5～15份，更优选为1～10份，进一步优选为3～8份。在本专利技术中，所述致孔剂优选包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、丙三醇、丙二醇和丙酮中的一种或几种，更优选为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、丙三醇、丙二醇或丙酮。本专利技术通过致孔剂改善其它制备原料的相容性，使各制备原料充分融合，有利于形成具有较高截留率和水通量的纳米二硫化钼复合膜。以所述高分子聚合物的质量份数为基准，本专利技术提供的纳米二硫化钼复合膜的制备原料包括有机溶剂60～90份，优选为65～85份，更优选为70～80份。在本专利技术中，所述有机溶剂优选包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或几种，更优选为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜。本专利技术选择上述有机溶剂能够将其它制备原料充分溶解、分散，保证纳米二硫化钼复合膜的顺利制备。在本专利技术中，所述纳米二硫化钼复合膜的厚度优选为0.1～0.3mm。本专利技术提供了上述技术方案所述纳米二硫化钼复合膜的制备方法，包括以下步骤：将纳米二硫化钼复合膜的制备原料混合后脱泡，得到铸膜液；将所述铸膜液刮制形成湿膜，预固化后进行相转化成膜，得到纳米二硫化钼复合膜。本专利技术将纳米二硫化钼复合膜的制备原料混合后脱泡，得到铸膜液。在本专利技术中，所述纳米二硫化钼复合膜的制备原料混合优选是将二硫化钼纳米片与有机溶剂混合后进行超声处理，以实现二硫化钼纳米片的充分剥离和分散，然后再将所得二硫化钼纳米片分散液与剩余制备原料(即高分子聚合物，或者高分子聚合物和致孔剂)混合。在本专利技术中，所述超声处理的功率优选为200～700W，更优选为350～500W；时间优选为2～80h，更优选为8～50h，进一步优选为15～30h。在本专利技术中，为了加快高分子聚合物的溶解速率，所述二硫化钼纳米片分散液与剩余制备原料混合优选在50～85℃条件下进行，具体的，是向所述二硫化钼纳米片分散液中加入剩余制备原料，然后置于烘箱中，控制烘箱的温度为50～85℃，搅拌至高分子聚合物完全溶解，各制备原料混合充分。在本专利技术中，所述脱泡优选在密闭、静置条件下进行；本专利技术对于提供密闭条件的方式没有特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米二硫化钼复合膜，包括以下质量份数的制备原料：

【技术特征摘要】
1.一种纳米二硫化钼复合膜，包括以下质量份数的制备原料：2.根据权利要求1所述的纳米二硫化钼复合膜，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺和海藻酸钠中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的纳米二硫化钼复合膜，其特征在于，所述二硫化钼纳米片的厚度≤15nm，片径尺寸≤2μm。4.根据权利要求1所述的纳米二硫化钼复合膜，其特征在于，所述致孔剂包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、丙三醇、丙二醇和丙酮中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的纳米二硫化钼复合膜，其特征在于，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或几种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯松，方芳，田华丽，
申请(专利权)人：中津科创厦门膜科技有限公司，中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35