酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法及其滤膜技术

本公开提供了一种酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法及其滤膜，该方法包括：将支撑膜与含有二元胺或多元胺的水相单体溶液相接触，得到吸附有二元胺或多元胺单体的支撑膜；将含有二元醛或多元醛的有机相单体溶液与含有二元酰氯或多元酰氯的有机相单体溶液混合，得到二元醛

【技术实现步骤摘要】
酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法及其滤膜


[0001]本公开涉及纳滤膜分离
，具体涉及一种酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法及其滤膜。

技术介绍

[0002]共价有机框架(COFs)材料的孔径一般分布在0.5～4nm之间，适用于有机小分子、高价离子的截留，而其规整有序的孔道可以为溶剂、气体等提供充足的传输通道。另外，由于COFs材料的结构单元是通过共价键连接，相较于配位键、离子键等更加牢固，因而COFs材料大多具有较好的耐溶剂性和化学稳定性，非常适合用于分离膜的制备。
[0003]界面聚合法是一种复合膜制备方法，其过程是将反应单体分散在两相中，在两相接触后单体分别向相界面处扩散，并在界面处发生缩聚反应，生成复合膜。然而，界面聚合法在制备COFs膜的过程中，因反应时间较短和较低的反应温度会使COFs膜的结晶度低于溶剂热法得到的COFs颗粒的结晶度，且COFs膜上容易产生缺陷，导致界面聚合法制备的COFs膜存在着对小分子物质截留率低的问题。
[0004]聚酰胺也是一类可以通过界面聚合制备的复合膜材料，但是，聚酰胺膜材料具有较高的致密性，流通量较低。因此，需要一种方法制备出的复合膜同时具有较高的渗透通量和较高的截留性能。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本公开提供了一种酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法及其滤膜，以期至少部分地解决上述技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本公开的技术方案如下：
[0007]一种酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法，包括：
[0008]将支撑膜与含有二元胺或多元胺的水相单体溶液相接触，得到吸附有二元胺或多元胺单体的支撑膜；
[0009]将含有二元醛或多元醛的有机相单体溶液与含有二元酰氯或多元酰氯的有机相单体溶液混合，得到二元醛
‑
酰氯或多元醛
‑
酰氯混合的有机相单体溶液；
[0010]将上述吸附有二元胺或多元胺单体的支撑膜与上述二元醛
‑
酰氯或多元醛
‑
酰氯混合的有机相单体溶液相接触，得到初生态酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜；
[0011]将上述初生态酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜进行热处理，得到酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜。
[0012]在其中一个实施例中，上述含有二元胺或多元胺的水相单体溶液包括含有酸调节剂的上述二元胺或多元胺的单体水溶液，其中，上述二元胺或多元胺单体的浓度范围包括：2mM～200mM；
[0013]上述酸调节剂包括盐酸、乙酸、对甲苯磺酸、碳酸、硫酸中的一种或多种。
[0014]在其中一个实施例中，上述含有二元醛或多元醛的有机相单体溶液是将上述二元
醛或多元醛的单体溶解于有机溶剂得到的，其中，上述二元醛或多元醛单体的浓度范围包括：1mM～50mM；
[0015]上述含有二元酰氯或多元酰氯的有机相单体溶液是将上述二元酰氯或多元酰氯的单体溶解于有机溶剂得到的，其中，上述二元酰氯或多元酰氯单体的浓度范围包括：10μM～1mM；
[0016]上述有机溶剂包括C5～C10的烷烃中的一种或多种。
[0017]在其中一个实施例中，上述支撑膜的材料包括以下至少之一：
[0018]聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、氧化铝、碳化硅、氧化锆。
[0019]在其中一个实施例中，上述二元胺或多元胺的单体包括以下至少之一：
[0020]对苯二胺、联苯二胺、联苯胺、三聚氰胺、四(4
‑
氨基苯基)甲烷、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯基)苯、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯基)胺、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯氧基)苯、1,3,5
‑
三(4
’‑
氨基联苯基)苯、2,4,6
‑
三(4
‑
氨基苯基)
‑
1,3,5
‑
三嗪、4,4
’‑
偶氮二苯胺、4,4
’‑
二氨基联苯、2,5
‑
二(4
‑
胺基苯基)
‑
1,4
‑
二甲苯、2,5
‑
二氨基对苯二甲酸、2
‑
磺酸基
‑
1，4
‑
苯二胺、间苯二甲脒盐酸盐；
[0021]上述二元醛或多元醛的单体包括以下至少之一：
[0022]1,3,5
‑
三醛基间苯三酚、均苯三甲醛、对苯二甲醛、联苯二甲醛、1,3,5
‑
三醛基苯、2,4,6
‑
三羟基苯
‑
1,3,5
‑
三甲醛、1,3,5
‑
三(4
‑
醛基苯基)苯、1,3,5
‑
三(4
‑
醛基苯基)胺、2,5
‑
二羟基对苯二甲醛、2,5
‑
二溴对苯二甲醛、2,5
‑
二甲氧基苯
‑
1,4
‑
二甲醛；
[0023]上述二元酰氯或多元酰氯的单体包括以下至少之一：
[0024]均苯三甲酰氯、己二酰氯、戊二酰氯、癸二酰氯、焦磷酰氯、1,3
‑
苯二磺酰氯。
[0025]在其中一个实施例中，上述支撑膜与上述水相单体溶液接触的时间范围包括：10～600s；上述水相单体溶液的温度范围包括：15～40℃。
[0026]在其中一个实施例中，上述有机相单体溶液的混合和配制包括：搅拌或超声；上述有机相单体溶液的温度范围包括：15～40℃。
[0027]在其中一个实施例中，上述吸附有二元胺或多元胺单体的支撑膜与上述二元醛
‑
酰氯或多元醛
‑
酰氯混合单体的有机相溶液相接触反应的时间范围包括：10～600s；上述接触反应的温度范围包括：15～40℃。
[0028]在其中一个实施例中，上述热处理的温度范围包括：50～90℃；上述热处理时间范围包括：3～10min。
[0029]本公开还提供一种采用上述实施例中的方法制备的酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的滤膜。
[0030]基于上述技术方案可知，本公开的一种酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法，至少具备以下之一的有益效果：
[0031](1)将支撑膜与含有二元胺或多元胺的水相单体溶液接触，可以得到吸附有二元胺或多元胺单体的支撑膜；将吸附有二元胺或多元胺的支撑膜与含有二元醛
‑
酰氯或多元醛
‑
酰氯混合的有机相单体溶液接触，在界面处可以使二元胺或多元胺同时与二元醛或多元醛和二元酰氯或多元酰氯进行反应，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜的制备方法，包括：将支撑膜与含有二元胺或多元胺的水相单体溶液相接触，得到吸附有二元胺或多元胺单体的支撑膜；将含有二元醛或多元醛的有机相单体溶液与含有二元酰氯或多元酰氯的有机相单体溶液混合，得到二元醛
‑
酰氯或多元醛
‑
酰氯混合的有机相单体溶液；将所述吸附有二元胺或多元胺单体的支撑膜与所述二元醛
‑
酰氯或多元醛
‑
酰氯混合的有机相单体溶液相接触，得到初生态酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜；将所述初生态酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜进行热处理，得到酰胺链段嵌入共价有机框架复合膜。2.根据权利要求1所述的方法，所述含有二元胺或多元胺的水相单体溶液包括含有酸调节剂的所述二元胺或多元胺的单体水溶液，其中，所述二元胺或多元胺单体的浓度范围包括：2mM～200mM；所述酸调节剂包括盐酸、乙酸、对甲苯磺酸、碳酸、硫酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，所述含有二元醛或多元醛的有机相单体溶液是将所述二元醛或多元醛的单体溶解于有机溶剂得到的，其中，所述二元醛或多元醛单体的浓度范围包括：1mM～50mM；所述含有二元酰氯或多元酰氯的有机相单体溶液是将所述二元酰氯或多元酰氯的单体溶解于有机溶剂得到的，其中，所述二元酰氯或多元酰氯单体的浓度范围包括：10μM～1mM；所述有机溶剂包括C5～C10的烷烃中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支撑膜的材料包括以下至少之一：聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、氧化铝、碳化硅、氧化锆。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二元胺或多元胺的单体包括以下至少之一：对苯二胺、联苯二胺、联苯胺、三聚氰胺、四(4
‑
氨基苯基)甲烷、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯基)苯、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯基)胺、1,3,5
‑
三(4
‑
氨基苯氧基)苯、1,3,5
‑
三(4
’‑
氨基联苯基)苯、2,4,6
‑
三(4
‑
氨基苯基)
‑
1,3,5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颂，查志远，毛晨岳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：