共价有机框架复合膜及其原位聚合制备方法技术

本公开提供了一种共价有机框架复合膜及其原位聚合制备方法，该共价有机框架复合膜的原位聚合制备方法包括：将支撑膜浸泡在质子酸水溶液中，得到酸化支撑膜；将酸化支撑膜与含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液接触，使胺基单体与醛基单体在酸化支撑膜表面发生原位聚合反应，得到初生态共价有机框架复合膜；将初生态共价有机框架复合膜经过热处理，得到共价有机框架复合膜。得到共价有机框架复合膜。得到共价有机框架复合膜。

【技术实现步骤摘要】
共价有机框架复合膜及其原位聚合制备方法


[0001]本公开涉及复合膜
，具体涉及一种共价有机框架复合膜及其原位聚合制备方法。

技术介绍

[0002]传统的制备聚合物薄膜的方法，一般采用界面聚合法，通过将两种单体分别溶解在不相溶的两相中，单体扩散至相界面处发生反应形成聚合物薄膜。但是，采用这种方法制备共价有机框架复合膜时，存在以下问题：1.由于胺基单体需要先吸附在支撑膜上，导致消耗的胺基单体较多，超过理论的化学计量值近20倍；2.由于大多数胺基单体是微溶或难溶于水的，从而限定了胺基单体的选择。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本公开提供一种共价有机框架复合膜及其原位聚合制备方法，以期至少部分地解决上述技术问题。
[0004]本公开的第一方面提供了一种共价有机框架复合膜的原位聚合制备方法，包括：
[0005]将支撑膜浸泡在质子酸水溶液中，得到酸化支撑膜；
[0006]将酸化支撑膜与含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液接触，使胺基单体与醛基单体在酸化支撑膜表面发生原位聚合反应，得到初生态共价有机框架复合膜；
[0007]将初生态共价有机框架复合膜经过热处理，得到共价有机框架复合膜。
[0008]根据本公开的实施例，双组份有机溶液包括所述胺基单体与所述醛基单体按照1∶1的摩尔比溶解于有机溶剂中得到的有机溶液。
[0009]根据本公开的实施例，有机溶剂包括以下至少之一：正己烷、正庚烷、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、均三甲苯、二氯甲烷。
[0010]根据本公开的实施例，胺基单体的摩尔浓度包括0.2～1mmol/L；醛基单体的摩尔浓度包括0.2～1mmol/L。
[0011]根据本公开的实施例，其中，将酸化支撑膜与含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液接触，使胺基单体与醛基单体在酸化支撑膜表面发生原位聚合反应，得到初生态共价有机框架复合膜，包括：
[0012]在10～40℃下，将酸化支撑膜与含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液接触10～600s，使胺基单体与醛基单体在酸化支撑膜表面发生原位聚合反应，得到初生态共价有机框架复合膜。
[0013]根据本公开的实施例，胺基单体包括以下至少之一：对苯二胺、联苯胺、2，5
‑
二甲基
‑
1，4
‑
苯二胺、四甲基对苯二胺、3，3
′
，5，5
′‑
四甲基联苯胺盐酸盐、3，3
′
，4，4
′‑
四氨基联苯、1，3，5
‑
三氨基苯、1，3，5
‑
三氨基苯盐酸盐、1，2，4，5
‑
苯四胺四盐酸盐、1，4
‑
二氨基
‑
2，5
‑
二乙烯基苯、对苯二酸二肼、2，5
‑
二氨基吡啶、5，5
′‑
二氨基
‑
2，2
′‑
联吡啶、4，4
′‑
二氨基
‑
3，3
′‑
二甲基联苯、联大茴香胺、2，6
‑
二氨基蒽、4，4
′‑
二氨基三连苯、2.5
‑
二(4
‑
胺基苯
‑
1基)
1，4
‑
二甲苯、对二氨基偶氮苯、三(4
‑
氨基苯基)胺、三(4
‑
氨基苯基)苯、蜜勒胺、1，3，5，7
‑
四(4
‑
苯甲氨基)
‑
金刚烷、1，3，6，8
‑
四
‑
(对胺基苯基)
‑
芘、1，4
‑
双(4
‑
氨基苯氧基)苯、4，4
′‑
二氨基二苯醚、四
‑
(4
‑
氨基
‑
(1，1
‑
联苯))乙烯、3，3
′
，5，5
′‑
四甲基联苯胺、2.5
‑
二溴对苯二胺、2，5
‑
双甲基巯基苯
‑
1，4
‑
二胺、2，5
‑
二氨基
‑
1，4
‑
苯二硫醇二盐酸盐、4，4
‘‑
二氨基联苯
‑
2，2
′‑
二羧酸、2，2
′‑
二(三氟甲基)二氨基联苯。
[0014]根据本公开的实施例，醛基单体包括以下至少之一：1，3，5
‑
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、3，3
’
，5，5
’‑
四醛基联苯、2
‑
羟基
‑
1，3，5
‑
苯三甲醛、2，4，6
‑
三(4
‑
甲酰苯基)
‑
1，3，5
‑
三嗪、1，3，5
‑
三(4
‑
羟基
‑3’‑
醛基苯基)苯、3，3
′‑
联吡啶
‑
二甲醛、1，4
‑
二醛基
‑
2，5
‑
二乙烯基苯、2，4，6
‑
三甲氧基
‑
均苯三甲醛。
[0015]根据本公开的实施例，质子酸水溶液的摩尔浓度包括50～150mmol/L。
[0016]本公开的第二方面提供了一种采用上述方法制备的共价有机框架复合膜。
[0017]根据本公开的实施例，共价有机框架复合膜的平均孔径包括0.5～2.5nm，共价有机框架复合膜的分离层厚度包括50～300nm。
[0018]根据本公开的实施例，通过先酸化支撑膜，将含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液与酸化支撑膜接触，可以使胺基单体和醛基单体在酸化支撑膜的表面发生原位聚合反应，由于不需要将胺基单体预先吸附在支撑膜上，可以减少胺基单体的使用量，同时，由于胺基单体与醛基单体均在溶解在有机溶液中，可以扩大胺基单体的选择范围。
[0019]根据本公开的实施例，采用本公开实施例提供的方法制备的共价有机框架复合膜，其分离层光滑、稳定且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共价有机框架复合膜的原位聚合制备方法，包括：将支撑膜浸泡在质子酸水溶液中，得到酸化支撑膜；将所述酸化支撑膜与含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液接触，使所述胺基单体与所述醛基单体在所述酸化支撑膜表面发生原位聚合反应，得到初生态共价有机框架复合膜；将所述初生态共价有机框架复合膜经过热处理，得到共价有机框架复合膜。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述双组份有机溶液包括所述胺基单体与所述醛基单体按照1∶1的摩尔比溶解于有机溶剂中得到的有机溶液。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述有机溶剂包括以下至少之一：正己烷、正庚烷、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、均三甲苯、二氯甲烷。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述胺基单体的摩尔浓度包括0.2～1mmol/L；所述醛基单体的摩尔浓度包括0.2～1mmol/L。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述酸化支撑膜与含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液接触，使所述胺基单体与所述醛基单体在所述酸化支撑膜表面发生原位聚合反应，得到初生态共价有机框架复合膜，包括：在10～40℃下，将所述酸化支撑膜与含有胺基单体和醛基单体的双组份有机溶液接触10～600s，使所述胺基单体与所述醛基单体在所述酸化支撑膜表面发生原位聚合反应，得到初生态共价有机框架复合膜。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述胺基单体包括以下至少之一：对苯二胺、联苯胺、2，5
‑
二甲基
‑
1，4
‑
苯二胺、四甲基对苯二胺、3，3
′
，5，5
′‑
四甲基联苯胺盐酸盐、3，3
′
，4，4
′‑
四氨基联苯、1，3，5
‑
三氨基苯、1，3，5
‑
三氨基苯盐酸盐、1，2，4，5
‑
苯四胺四盐酸盐、1，4
‑
二氨基
‑
2，5
‑
二乙烯基苯、对苯二酸二肼、2，5
‑
二氨基吡啶、5，5
′‑
二氨基
‑
2，2
′‑
联吡啶、4，4
′‑
二氨基
‑
3，3
′‑
二甲基联苯、联大茴香胺、2，6
‑
二氨基蒽、4，4
′‑
二氨基三连苯、2.5
‑
二(4
‑
胺基苯
‑
1基)1，4
‑
二甲苯、对二氨基偶氮苯、三(4
‑
氨基苯基)胺、三(4
‑
氨基苯基)苯、蜜勒胺、1，3，5，7
‑
四(4
‑
苯甲氨基)
‑
金刚烷、1，3，6，8
‑
四
‑
(对胺基苯基)
‑
...

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