一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于分离膜制备技术领域，涉及一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜及其制备方法。本发明专利技术通过对静电纺丝弹性多孔纳米纤维基底进行拉伸，将二维材料/刺激响应性高分子纳米复合材料，在拉伸基底上层层组装，随后应力释放，成功制备了具有高分离通量、高选择率，且分离性能可由外界刺激原位调控的多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜。本发明专利技术中智能响应二维材料分离膜通过弹性多孔纳米纤维拉伸回复形成的多级褶皱结构增大了分离膜与料液的接触面积，并缩短了传质通道，减小了传质阻力，在保证选择率的前提下，大幅提升了分离膜通量，可使智能膜获得更大的通量门控比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分离膜制备，特别是一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜及其制备方法。

技术介绍

1、受生物细胞膜启发而开发的具有可控渗透性的智能膜，近年来引起了广泛关注。这种智能膜与传统的固定结构膜相比，突破了传统膜的局限性，表现出对外界刺激(如温度、ph值、光照、化学物质浓度变化等)的响应能力，并能可逆地调整其分离性能。这种响应通常是通过在膜中嵌入特定的功能基团或链段实现的，这些基团或链段是响应性聚合物，可对环境变化敏感(adv.membr.,2022,2,100045；chem.soc.rev.,2016,45,460-475)。智能膜的这种适应性使其能更精确地控制孔径大小，从而根据外部环境变化调节其选择性和通量，开拓了更多应用领域并突破现有应用的性能限制。

2、二维材料，因其富含的官能团、特定的传质通道和超快的传输特性，被认为是制备先进智能膜的潜力材料(nat.commun,2017,8,2011)。然而，目前的挑战在于响应性聚合物在二维材料片层间的插层作用通常会降低所制备智能分离膜的通量，限制了通量门控比的提升。因此，如何在不影响选择率本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高分子聚合物包括聚氨酯PU、聚偏氟乙烯PVDF、聚偏氟乙烯-三氟乙烯PVDF-TrFE、聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP、尼龙66的一种或多种；

3.根据权利要求1所述一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，静电纺丝的条件为：在注射器的金属喷丝头与接收基底之间施加高压静电场，施加的高压静电场使纺丝溶液在静电作用下产生射流；高压静电场电压为1...

【技术特征摘要】

1.一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高分子聚合物包括聚氨酯pu、聚偏氟乙烯pvdf、聚偏氟乙烯-三氟乙烯pvdf-trfe、聚偏氟乙烯-六氟丙烯pvdf-hfp、尼龙66的一种或多种；

3.根据权利要求1所述一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，静电纺丝的条件为：在注射器的金属喷丝头与接收基底之间施加高压静电场，施加的高压静电场使纺丝溶液在静电作用下产生射流；高压静电场电压为15-25kv，金属喷丝头的直径为0.4mm～1.8mm，接收基底为铝箔；调整金属喷丝头与铝箔之间的距离为20～25cm。

4.根据权利要求1所述一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述二维材料包括氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、过渡金属碳化物mxene、过渡金属硫化物tmds、氮化硼、氮化碳中的一种或几种；

5.根据权利要求1所述一种多级褶皱结构智能响应二维材料分离膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述刺激响应性高分子聚合物包括聚(n-异丙基丙烯酰胺)、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚(n,n-二乙基丙烯酰胺)、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚(n-乙基丙烯酰胺)、β-环糊精、螺吡喃基高分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬崇，李珍，温永强，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：