一种预浸润诱导可转变润湿性的O-HNTs/ZIF-8复合膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种预浸润诱导可转变润湿性的O

A preparation method of o-hnts/zif-8 composite membrane with changeable wettability induced by pre infiltration

【技术实现步骤摘要】
一种预浸润诱导可转变润湿性的O
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HNTs/ZIF
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8复合膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种预浸润诱导可转变润湿性的O
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HNTs/ZIF
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8复合膜的制备方法。

技术介绍

[0002]不断增长的工业有机污染物带来了严重的水污染，对生态环境造成了严重危害。对油和水具有相反润湿性的特殊膜被认为是从油/水混合物中获得所需成分的有前途的材料。近年来，具有特殊结构和化学性质的选择性油水分离材料发展迅速。两边具有不对称结构的Janus膜可以通过调整其相应的润湿面朝向油水混合物来实现可切换的油水分离。除了Janus膜，刺激响应材料可以通过改变外部环境来完美控制其表面润湿性。然而，Janus膜在应用实际操作时遇到了实现可切换分离的问题；刺激响应材料特殊的设备和巨大的能源消耗进一步限制了其发展。
[0003]CN110605028公开了一种高机械强度的聚偏氟乙烯混合基质膜的制备方法，将水热法制备得到的沸石咪唑酯骨架
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8材料加入聚偏氟乙烯铸膜液中，利用非溶剂致相分离法将所述聚偏氟乙烯铸膜液制成所述聚偏氟乙烯混合基质膜，ZIF
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8 颗粒的疏水性相对较弱，因此在进一步采用ZIF
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8颗粒制备聚偏氟乙烯混合基质膜时，能够均匀的分布在成膜的高分子各处；这些均匀分布的颗粒能够像支点一样，加强高分子之间的链接，使其缠绕更紧密，因此提高了聚偏氟乙烯混合基质膜的机械强度。其并不能实现超两亲的油水分离膜。
[0004]CN110394062公开了一种MOF粒子修饰纳米管填充硅橡胶的混合基质平板膜制备方法，属于渗透汽化膜分离
本专利技术的混合基质膜制备方法，首先通过多巴胺涂覆在埃洛石纳米管外表面及端口处，得到多巴胺包覆埃洛石纳米管；然后将多巴胺包覆后的埃洛石纳米管依次分散在Zn(NO3)2
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6H2O/甲醇溶液和2
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甲基咪唑/甲醇溶液，并重复分散操作1～10次，干燥后得到ZIF
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8修饰埃洛石纳米管；最后将修饰后的埃洛石纳米管加入至PDMS溶液中，并依次加入催化剂TEOS与交联剂DBTDL，交联后制得铸膜液，铸膜液浇铸到聚合物平板超滤膜或微滤膜上，烘干交联后得到一种无机纳米颗粒改性有机硅橡胶的新型混合基质平板膜。ZIF
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8@HNTs在混合基质平板膜内所形成的相对连续性分子通道可大大提高膜的渗透分离性能，提高分离能力与效率，改善现阶段渗透汽化平板膜渗透分离性能低的现状，其将埃洛石纳米管和ZIF
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8的复合过程较为复杂，并且未公开该膜可实现超两亲的油水分离膜。
[0005]CN112827219公开了一种油水分离网的制备方法，其采用表面埃洛石构筑的粗糙结构和低表面能十六烷基三甲氧基硅烷的协同作用，应用于自清洁和油水分离领域，但是如此制备的分离膜的分离效率较低，仅为85％。
[0006]本专利技术发现将氧化预处理后的埃洛石管(HNTs)以及具有优良化学稳定性和灵活性ZIF
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8，通过辅助真空抽滤方法制备了预浸润诱导转变润湿性的 O
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HNTs/ZIF
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8复合膜，这一超两亲膜经水或油预润湿后，其润湿性可从空气中的超两亲性调整到水下或油下的超两亲性。因此，它们只需改变水和油的相对密度就可以选择性地获得所需的组分。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种预浸润诱导可转变润湿性的O
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HNTs/ZIF
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8复合膜的制备方法，通过将氧化预处理的埃洛石纳米管(HNTs)以及具有特定粒径范围的沸石咪唑酯骨架材料(ZIF
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8)，通过辅助真空抽滤方法沉积在PVDF基底膜上，制备得到预浸润诱导转变润湿性的O
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HNTs/ZIF
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8复合膜，这一超两亲膜经水或油预润湿后，其润湿性可从空气中的超两亲性调整到水下或油下的超两亲性，在水中预浸润后会转变为水下超疏油性，在油中预浸润后会转变为油下超疏水性，可用于油水分离，只需改变水和油的相对密度就可以选择性地获得所需的组分。
[0008]具体方案为：
[0009]一种预浸润诱导可转变润湿性的O
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HNTs/ZIF
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8复合膜的制备方法，其特征在于，所述方法由以下步骤组成：
[0010]1)、HNTs预氧化处理：将HNTs和适量过氧化氢混合，在高温下搅拌反应完全，将氧化后反应产物的离心，洗涤，烘干，研磨，得到O
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HNTs粉末；
[0011]2)、ZIF
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8的制备：称量预定量的六水合硝酸锌置于容器中，再加入无水甲醇，搅拌使其完全溶解，再取预定量的2
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甲基咪唑置于容器中，加入无水甲醇，搅拌使其完全溶解；将两种溶液混合，室温下搅拌反应完全，将反应产物离心，洗涤，烘干，研磨，得到粒径在100nm左右的ZIF
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8粉末；
[0012]3)、将两种粉末按照预定质量比同时置于去离子水中，采用真空抽滤辅助，将其沉积于PVDF基底膜上。
[0013]进一步的，步骤1)中，将35g HNTs置于烧瓶(200mL)中，加入过氧化氢(150mL，30％)，放入磁子后油浴条件(80℃)搅拌24h。将氧化后的O
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HNTs 倒入离心管(50mL)中，以8000转速离心10min，离心结束后倒掉上层液体，并加入相同质量的无水甲醇再放入超声波清洗机超声10min，离心超声反复三次后将获得的固体物质置于玻璃皿中，放入80℃的烘箱，24h后取出，最后用研钵将烘干后的O
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HNTs磨成粉末。
[0014]进一步的，其特征在于：步骤2)中，称量3.0g六水合硝酸锌置于烧杯(200mL) 中，再加入无水甲醇(140mL)，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，再取6.6g的2
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甲基咪唑置于烧杯(200mL)中，加入无水甲醇(140mL)，同样用玻璃棒搅拌使其完全溶解。将完全溶解的两种溶液依次倒入烧瓶(500mL)中，加入磁子置于磁力搅拌器上，室温下搅拌24h；将搅拌完成后的溶液倒入离心管(50mL)中，以8000转速离心10min，离心结束后倒掉上层液体，并加入相同质量的无水甲醇再放入超声波清洗机超声10min，离心超声反复三次后将获得的固体ZIF
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8置于玻璃皿中，放入80℃的烘箱，12h后取出；最后用研钵将烘干后的ZIF
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8研磨成粉，得到粒径在100nm左右的ZIF
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8粉末。
[0015]进一步的，步骤3)中，将两种粉末按照质量比1:1同时置于去离子水中，固体粉末与去离子水遵循1:10的质量比，PVDF基底膜作为基膜，使用由滤杯、滤瓶、滤膜、金属夹和真空泵组成的抽滤装置，将PVDF基底膜放在装置中抽滤，将两种粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预浸润诱导可转变润湿性的O
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HNTs/ZIF
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8复合膜的制备方法，其特征在于，所述方法由以下步骤组成：1)、HNTs预氧化处理：将HNTs和适量过氧化氢混合，在高温下搅拌反应完全，将氧化后反应产物的离心，洗涤，烘干，研磨，得到O
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HNTs粉末；2)、ZIF
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8的制备：称量预定量的六水合硝酸锌置于容器中，加入无水甲醇，搅拌使其完全溶解；再取预定量的2
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甲基咪唑置于容器中，加入无水甲醇，搅拌使其完全溶解；将两种溶液混合，室温下搅拌反应完全，将反应产物离心，洗涤，烘干，研磨，得到粒径在100nm左右的ZIF
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8粉末；3)、将两种粉末按照预定质量比1:1同时置于去离子水中，采用真空抽滤辅助，将其沉积于PVDF基底膜上。2.如上述权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，将35g HNTs置于烧瓶中，加入150mL，浓度30wt％过氧化氢溶液，放入磁子后80℃油浴条件搅拌24h；将氧化后的O
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HNTs倒入离心管中，以8000转速离心10min，离心结束后倒掉上层液体，并加入相同质量的无水甲醇再放入超声波清洗机超声10min，离心超声反复三次后将获得的固体物质置于玻璃皿中，放入80℃的烘箱，24h后取出，最后用研钵将烘干后的O
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HNTs磨成粉末。3.如上述权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中，称量3.0g六水合硝酸锌置于烧杯中，再加入140mL无水甲醇，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，再取6.6g的2
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甲基咪...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜录科，陈涛，于帆，柴鹏，陈曦，陈需帅，骆春佳，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：