集成平板制膜机及半透复合被动采样膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种集成平板制膜机及半透复合被动采样膜的制备方法，包括平板制膜机和膜液定量分配器，平板制膜机包括支撑底座，支撑底座顶部可拆卸设置制膜平板，支撑底座内设置有驱动单元和控温单元，驱动单元连接刮刀单元，用于驱动刮刀单元在制膜平板上进行刮膜操作，控温单元用于监测和控制制膜平板的温度，刮刀单元上设置膜厚度调节装置，通过调节刮刀单元与制膜平板的距离控制膜液厚度；膜液定量分配器，用于定量分配并释放膜液到刮刀单元。本发明专利技术采用上述集成平板制膜机对制膜工艺条件进行了定量化，从而确定了合适的制膜参数，能够实现半自动化制备添加中性脂溶剂、聚合物吸附剂等多种添加剂的半透复合膜，且性能稳定可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
集成平板制膜机及半透复合被动采样膜的制备方法


[0001]本专利技术是关于一种集成平板制膜机及基于集成平板制膜机的半透复合被动采样膜的制备方法，涉及水体监测


技术介绍

[0002]被动采样技术在各类水体环境中有着广泛的应用，具有污染物检出限低、提供时间加权平均浓度、模拟生物采样、节约成本、便于布设、适用范围广等优势。半透复合膜是重要的被动采样器，例如三油酸甘油酯
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醋酸纤维素半透复合膜(Triolein Embedded Acetate Membranes，TECAM)、聚苯乙烯
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N
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吡咯烷酮共聚物
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醋酸纤维素半透复合膜(HLB
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embedded acetate membranes，HECAM)等已有大量的应用实例。
[0003]制备有机高分子膜最常用的方法是Loeb
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Sourirajan相转化法(沉浸凝胶相转化法)。当以手工方式制备时，需要手持刮刀将膜液刮至一定厚度，再在空气中挥发后获得所需的膜。上述过程很难保证稳定的刮膜速度以及均匀的膜液厚度。另外，手工制膜对操作人员的熟练度有较高的要求，难以保证不同批次间成膜的重复性，制备效率较低。
[0004]平板制膜机的使用一定程度上改善了上述问题，但是用于被动采样领域的半透复合膜中额外添加了中性脂溶剂或聚合物吸附剂等添加剂，需要在制膜过程保证膜结构的稳定性。此外，众多研究表明半透复合膜的采样性能很大程度上与其厚度、孔径等膜结构参数有关，而平板制膜机制膜过程的各工艺条件对成膜厚度、孔径有较大影响。因此还需要将这些工艺条件进行定量化，从而确定合适的制膜参数，进而保证半透复合膜的被动采样性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种集成平板制膜机及基于集成平板制膜机的半透复合膜制备方法，能够实现半自动化制备性能稳定可靠的半透复合膜。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供的一种集成平板制膜机，包括平板制膜机和膜液定量分配器，其中：所述平板制膜机，包括支撑底座、制膜平板、驱动单元、控温单元、刮刀单元和膜厚度调节装置，所述支撑底座顶部可拆卸设置所述制膜平板，所述支撑底座内设置有所述驱动单元和控温单元，所述驱动单元连接所述刮刀单元，用于驱动所述刮刀单元在所述制膜平板上进行刮膜操作，所述控温单元用于监测和控制所述制膜平板的温度，所述刮刀单元上设置所述膜厚度调节装置，通过调节所述刮刀单元与所述制膜平板的距离控制膜液厚度；所述膜液定量分配器，用于定量分配并释放膜液到所述刮刀单元。
[0008]进一步地，所述支撑本体顶部固定设置有制膜平台，所述制膜平台两侧开设有滑轨，所述制膜平台顶部可拆卸放置所述制膜平板，所述支撑本体的端部设置有控制面板。
[0009]进一步地，所述制膜平板采用具有光滑表面的抛光玻璃平板或金属平板，所述制膜平板四角为圆角设计。
[0010]进一步地，所述刮刀单元包括刮刀支架、T型金属板、横梁、弹性构件和刮刀主体；所述刮刀支架包括两个L型滑板，每一所述L型滑板滑动均设置在所述滑轨内，两个所述L型滑板顶部均对应插设一所述T型金属板，两所述T型金属板之间固定设置所述横梁，所述横梁底部均通过所述弹性构件固定连接所述刮刀主体，所述刮刀主体位于所述制膜平板上方，所述横梁顶部设置所述膜厚度调节装置，所述膜厚度调节装置与所述刮刀主体抵接，通过调节所述刮刀主体与所述制膜平板的距离控制膜液厚度。
[0011]进一步地，所述弹性构件采用压缩弹簧；所述刮刀主体的刀刃为半圆形，所述刮刀主体的材质为不锈钢；所述膜厚度调节装置采用数显式千分尺。
[0012]进一步地，所述驱动单元采用电机，所述电机设置在所述支撑底座内部，所述电机带动通过所述刮刀支架移动进而带动所述刮刀主体移动。
[0013]进一步地，所述控温单元包括设置在所述支撑底座内部的加热元件和温度检测器，所述加热元件和温度检测器均贴设在所述制膜平板下侧，所述加热元件和温度检测器均连接所述控制面板，所述温度检测器用于检测所述制膜平板的温度，所述加热元件用于加热所述制膜平板。
[0014]进一步地，所述膜液定量分配器包括控制器、储液筒和气瓶，所述控制器、储液筒和气瓶均通过硅胶软管实现气路连接；其中，
[0015]所述储液筒，用于储存膜液；
[0016]所述气瓶，用于存储气体；
[0017]所述控制器设置所述气瓶的气体压力，并控制所述储液筒定量分配释放膜液。
[0018]进一步地，所述储液筒包括筒体和筒盖，所述筒盖上设置有用于连接所述硅胶软管的连接口，所述筒盖通过内螺纹连接所述筒体。
[0019]第二方面，本专利技术还提供一种所述的集成平板制膜机的半透复合膜制备方法，包括：
[0020]将刮刀主体放置在刮刀支架上，通过膜厚度调节装置将刮刀主体与制膜平板间的距离调至预设值；
[0021]使用膜液定量分配器将膜液通过刮刀主体均匀倾倒在制膜平板上；
[0022]设置刮刀主体的移动速度、移动距离和制膜平板的温度，在驱动单元的驱动下，刮刀主体在制膜平板表面匀速运动刮平膜液；
[0023]延展的膜液在室温蒸发设定时间后，与制膜平板一起转移至冷浴锅中促进成膜。
[0024]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下特点：
[0025]1、本专利技术的刮刀单元在驱动单元的驱动下以恒定的速度在制膜平板上移动，保证了膜液的延展速度稳定，很大程度上使得膜具有较高的均匀性。
[0026]2、本专利技术通过膜厚度调节装置调节刮刀主体的刀刃与制膜平板之间的距离，在整个制膜过程中该距离保持不变，从而使得成品膜的厚度均匀，不同制膜批次间的误差小，并且可以满足制备不同厚度半透复合膜的需求。
[0027]3、本专利技术通过控制室温蒸发时间和冷浴锅的溶剂、温度进一步保证了成膜的孔径以及孔间距大小。
[0028]4、本专利技术的集成平板制膜机可以用于制备添加中性脂溶剂、聚合物吸附剂等多种添加剂的半透复合膜，且结构稳定，重复性好。
[0029]5、本专利技术的集成平板制膜机制备的半透复合膜富集水中目标化学物(有机磷酸酯阻燃剂)的动力学性能稳定，采样速率稳定，可以用于不同极性化合物的被动采样。
[0030]综上，本专利技术可以广泛应用于半透复合膜制备中。
附图说明
[0031]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0032]图1为本专利技术实施例平板制膜机的结构示意图。
[0033]图2为本专利技术实施例刮刀单元(不含刮刀支架)的结构示意图。
[0034]图3为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成平板制膜机，其特征在于，包括平板制膜机和膜液定量分配器，其中：所述平板制膜机，包括支撑底座、制膜平板、驱动单元、控温单元、刮刀单元和膜厚度调节装置，所述支撑底座顶部可拆卸设置所述制膜平板，所述支撑底座内设置有所述驱动单元和控温单元，所述驱动单元连接所述刮刀单元，用于驱动所述刮刀单元在所述制膜平板上进行刮膜操作，所述控温单元用于监测和控制所述制膜平板的温度，所述刮刀单元上设置所述膜厚度调节装置，通过调节所述刮刀单元与所述制膜平板的距离控制膜液厚度；所述膜液定量分配器，用于定量分配并释放膜液到所述刮刀单元。2.根据权利要求1所述的集成平板制膜机，其特征在于，所述支撑底座包括支撑本体，所述支撑本体顶部固定设置有制膜平台，所述制膜平台两侧开设有滑轨，所述制膜平台顶部可拆卸放置所述制膜平板，所述支撑本体的端部设置有控制面板。3.根据权利要求1所述的集成平板制膜机，其特征在于，所述制膜平板采用具有光滑表面的抛光玻璃平板或金属平板，所述制膜平板四角为圆角设计。4.根据权利要求2所述的集成平板制膜机，其特征在于，所述刮刀单元包括刮刀支架、T型金属板、横梁、弹性构件和刮刀主体；所述刮刀支架包括两个L型滑板，每一所述L型滑板滑动均设置在所述滑轨内，两个所述L型滑板顶部均对应插设一所述T型金属板，两所述T型金属板之间固定设置所述横梁，所述横梁底部均通过所述弹性构件固定连接所述刮刀主体，所述刮刀主体位于所述制膜平板上方，所述横梁顶部设置所述膜厚度调节装置，所述膜厚度调节装置与所述刮刀主体抵接，通过调节所述刮刀主体与所述制膜平板的距离控制膜液厚度。5.根据权利要求4所述的集成平板制膜机，其特征在于，所述弹性构件采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：许宜平，蒋沛瑀，马梅，饶凯锋，王子健，胡江波，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：