基于改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜，该膜包括基膜和功能层，所述功能层以聚醚嵌段聚酰胺作为高分子主体，以经聚乙烯吡咯烷酮等表面改性的氢键有机框架作为填料，两者的质量比90:1～10。其制备是：采用1,3,6,8‑四(4‑羧基苯)芘等在溶剂中自组装得到棍状结构的氢键有机框架并利用聚乙烯吡咯烷酮等对其表面改性；将其分散于乙醇水的混合溶液中，与聚醚嵌段聚酰胺共混得到铸膜液，旋涂于基膜表面，经溶剂挥发得到杂化膜。操作简便，可控性强，具有普适性。填料表面的亲水链段与高分子链段相互缠绕，有效克服二者之间的介面缺陷，提升了膜的致密性和选择性。将该杂化膜用于甲苯/氮气分离，具有高渗透性、高选择性和高稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子-有机杂化膜，尤其涉及一种通过改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜的制备。

技术介绍

1、挥发性有机物是一类典型的污染型气体，主要包括芳香类、烷烃类、烯烃类及醛类等，对人们的生命健康和生存环境具有严重的负面影响，世界各国法律对其排放都制定了非常严格的限值要求。目前，工业上vocs回收方法主要有：吸收法、吸附法、冷凝法等，其中，膜分离法因其能耗低、分离效果显著且操作简单，在vocs回收领域有着巨大的应用前景。高分子膜因其良好的机械性能和易加工的特性已经成为vocs分离回收领域的常见膜材料。聚醚嵌段聚酰胺是一种已经商业化生产，由聚酰胺硬段和聚醚软段构成的嵌段共聚物，对vocs具有良好的稳定性、亲和性和高选择性，但是其固有的trade-off限制着选择性和渗透性无法同时得到提升。氢键有机框架由有机构体单元通过氢键相互作用自组装而成，具有高孔隙率、大表面积、高度的结晶结构、良好的可再生性以及温和的合成条件，这些特点展示了氢键有机框架作为多孔填料制备混合基质膜用于气体分离潜在优势。然而，因填料与高分子固有属性的差异，二者在结合过程中难免会产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜，其特征在于，该杂化膜包括基膜和功能层，所述功能层包括高分子主体和填料，所述高分子主体是聚醚嵌段聚酰胺，所述填料是经亲水表面改性剂表面亲水改性的氢键有机框架，氢键有机框架由羧酸二聚体在溶剂中由分子间氢键作用自组装而成，改性氢键有机框架与聚醚嵌段聚酰胺的质量比为1～10:90，改性氢键有机框架为长度500～1000nm的棍状结构。

2.根据权利要求1所述的基于改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜，其特征在于，所述亲水表面改性剂是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的任何一种；所述羧酸二聚体包括1,3,6,8-...

【技术特征摘要】

1.一种基于改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜，其特征在于，该杂化膜包括基膜和功能层，所述功能层包括高分子主体和填料，所述高分子主体是聚醚嵌段聚酰胺，所述填料是经亲水表面改性剂表面亲水改性的氢键有机框架，氢键有机框架由羧酸二聚体在溶剂中由分子间氢键作用自组装而成，改性氢键有机框架与聚醚嵌段聚酰胺的质量比为1～10:90，改性氢键有机框架为长度500～1000nm的棍状结构。

2.根据权利要求1所述的基于改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜，其特征在于，所述亲水表面改性剂是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯中的任何一种；所述羧酸二聚体包括1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘、联苯-3,3',5,5'-四-(苯基-4-羧酸)、1,3,5-三苯(4-羧基苯)和1,3,5-三(4-吡啶基)苯中的任一种。

3.一种如权利要求1所述的基于改性氢键有机框架填充聚醚嵌段聚酰胺杂化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤1-1)中，该氢键有机框架由1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘或是联苯-3,3',5,5'-四-(苯基-4-羧酸)在溶剂中由分子间氢键作用自组装而成的具体内容是：按照质量体积比为10～20mg/1～3ml将1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘或是联苯-3,3',5...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜忠义，潘福生，刘家停，郭宇航，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：