一种两性离子渗透汽化分离膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种两性离子渗透汽化分离膜及其制备方法，以氧化石墨烯纳米片为载体，将两性离子附着在氧化石墨烯纳米片层上，利用不同种类的二胺分子对其进一步化学修饰，通过简单、方便的压力辅助组装的方法在支撑体表面均匀地沉积一层两性离子为主的分离层，经热处理交联真空干燥后得到渗透汽化分离膜。该渗透汽化分离膜将两性离子功能化附着在氧化石墨烯纳米片上，使其形成一种新型的两性离子膜材料，其存在丰富的离子基团使得膜内传质通道亲水性较高，同时利用其与不同二胺分子的共价交联反应优化膜内传质通道的自由体积。最终实现水分子的优先溶解优先扩散的渗透汽化分离膜的制备。本发明专利技术方法工艺简单经济，适用于规模化制备，有良好的适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种两性离子渗透汽化分离膜及其制备方法
本专利技术涉及一种两性离子渗透汽化分离膜及其制备方法，所制备得到的膜可用于醇水体系中水的选择性快速渗透。
技术介绍
与精馏、蒸发、干燥等传统分离技术相比，膜分离技术可节约能耗50％以上，在化工、食品、能源、医药等诸多领域得到广泛应用。膜分离的核心是膜材料，但是传统的聚合物膜不耐高温和腐蚀性物质，且在分离性能上存在tradeoff效应，即通量和分离选择性之间有制约关系。多孔陶瓷膜虽然弥补了聚合物膜的缺点具有良好的耐高温、耐化学腐蚀特性，且不存在tradeoff的限制但是却非常昂贵、脆性大、容易破碎，且制备过程耗时而复杂。这些传统膜材料的限制促使膜领域的研究人员不断寻求新的膜材料。两性离子材料是指同时具有阴离子和阳离子的化合物，其丰富的离子基团能够提供大量与水分子进行静电作用的位点，形成水化层高度亲水，同时增加其憎醇性。然而其难以单独成膜，限制了其在膜分离领域的应用。目前，姜等人已成功将两性离子用于功能化无机材料与聚合物制备混合基质膜用于渗透汽化分离，通过两性离子优化无机材料的亲水性以及和聚合物分子之间的相容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两性离子渗透汽化分离膜，其特征在于：由分离层和支撑层构成，所述分离层由负载在氧化石墨烯上的两性离子和二胺构成，附着在氧化石墨烯纳米片上的两性离子与二胺的质量比为1：(0.5-4)，其中分离层厚度为20-100nm；所述支撑层为聚合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种两性离子渗透汽化分离膜，其特征在于：由分离层和支撑层构成，所述分离层由负载在氧化石墨烯上的两性离子和二胺构成，附着在氧化石墨烯纳米片上的两性离子与二胺的质量比为1：(0.5-4)，其中分离层厚度为20-100nm；所述支撑层为聚合物。


2.根据权利要求1所述的两性离子渗透汽化分离膜，其特征在于：所述的聚合物是聚丙烯腈、聚碳酸酯或聚偏氟乙烯中的一种；两性离子单体是甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱或甲基丙烯酸横基甜菜碱中的一种；所述的二胺是乙二胺、丙二胺或己二胺中的一种。


3.一种制备如权利要求1所述的两性离子渗透汽化分离膜的方法，其具体步骤如下：
(1)氧化石墨烯烯分散液的制备：将氧化石墨烯纳米片经超声均匀分散在去离子水中，浓度为2-3mg/ml；
(2)两性离子材料负载在氧化石墨烯上：在步骤(1)中氧化石墨烯溶液中加入去离子水和有机溶剂形成一定比例的混合溶液；经超声后将其置于一定温度下；向混合溶液加入两性离子单体水溶液，反应0.5-1h；在此条件下，通入氮气，加入引发剂水溶液，反应30-50h；冷却至室温，离心分离，制得沉淀，用溶剂进行洗涤，真空干燥得到附着在氧化石墨烯上的两性离子，其最终氧化石墨烯与附着的两性离子的质量比为1：(5-80)，实现了高密度两性离子的负载；
(3)将步骤(2)中制备的附着在氧化石墨烯上的两性离子均匀分散在去离子水中，浓度为0.1-0.5mg/ml，取加入去离子水稀释后，加入二胺分子，其中附着在氧化石墨烯上的两性离子与二胺的质量比为1：(2-10)，经过搅拌分散均匀，通过真空自组装的方式将其在聚合物支撑体上分散均匀，保持10-24h；
(4)将步骤(3)中制备得到的膜在40℃-80℃下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，梁凤，金万勤，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32