一种高渗透超滤复合陶瓷涂层膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107519772A(43)申请公布日2017.12.29(21)申请号201710708260.8(22)申请日2017.08.17(71)申请人河南科技大学地址471003河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人彭淑鸽柴元武常凯马军营牛青山(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人胡云飞(51)Int.Cl.B01D71/78(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D61/14(2006.01)权利要求书1页说明书13页附图2页(54)发明名称一种高渗透超滤复合陶瓷涂层膜及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种高渗透超滤复合陶瓷涂层膜及其制备方法，属于膜分离技术领域。本发明的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜，包括陶瓷基膜，所述陶瓷基膜表面由内向外依次设置有硅烷偶联层、聚酰亚胺层；所述陶瓷基膜、硅烷偶联层、聚酰亚胺层的质量比为1：0.001-0.005：0.01-0.1。本发明的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜采用超支化聚酰胺-胺的为孔道构筑模板，聚酰亚胺为分离膜，通过原位聚合，将聚酰亚胺共价接枝到陶瓷膜的表面，这种复合分离膜兼具了聚合物膜高选择性、高渗透性的优势以及无机膜的耐高温抗腐蚀的优点。不仅可以改善商用陶瓷膜的孔道尺寸和结构，还赋予了分离膜良好的渗透率。CN107519772ACN107519772A权利要求书1/1页1.一种高渗透超滤复合陶瓷涂层膜，包括陶瓷基膜，其特征在于，所述陶瓷基膜表面由内向外依次设置有硅烷偶联层、聚酰亚胺层；所述陶瓷基膜、硅烷偶联层、聚酰亚胺层的质量比为1：0.001-0.005：0.01-0.1。2.根据权利要求1所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜，其特征在于，所述硅烷偶联层和聚酰亚胺层之间还设置有超支化聚合物层，所述陶瓷基膜与超支化聚合物层的质量比为1：0.002-0.08。3.根据权利要求2所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜，其特征在于，所述超支化聚合物层为聚酰胺-胺。4.一种如权利要求1所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将陶瓷基膜经硅烷偶联化处理得氨基化陶瓷膜；2)将步骤1)得到的氨基化陶瓷膜进行接枝处理，所述接枝处理是在惰性气氛下，将氨基化陶瓷膜在有机溶剂中与丙烯酸甲酯反应1-3天，取出，在有机溶剂中与乙二胺反应1-3天，得到接枝聚酰胺-胺陶瓷膜；3)将步骤2)制得的接枝聚酰胺-胺陶瓷膜进行聚酰胺化处理得聚酰胺化陶瓷膜，所述聚酰胺化处理是将接枝聚酰胺-胺陶瓷膜放入均苯四甲酸酐的二甲基甲酰胺溶液中反应20-72h；4)将步骤3)制得的聚酰胺化陶瓷膜在120-240℃下煅烧1-4h，冷却即得。5.根据权利要求4所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中得到的接枝聚酰胺-胺陶瓷膜重复进行所述接枝处理1-3次。6.根据权利要求4所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中陶瓷基膜在硅烷偶联化处理前先进行清洗处理，所述清洗处理包括：将陶瓷基膜依次在丙酮、无水乙醇、蒸馏水中超声清洗5-10min。7.根据权利要求4所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中硅烷偶联化处理是将陶瓷基膜放入硅烷偶联化处理液中反应1-24h。8.根据权利要求7所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联化处理液包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。9.根据权利要求4所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中接枝处理的反应温度为0-60℃。10.根据权利要求4所述的高渗透超滤复合陶瓷涂层膜的制备方法，其特征在于：步骤4)中煅烧是将聚酰胺化陶瓷膜依次在120℃、160℃、200℃、240℃温度下分别煅烧1h。2CN107519772A说明书1/13页一种高渗透超滤复合陶瓷涂层膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种高渗透超滤复合陶瓷涂层膜及其制备方法，属于膜分离技术领域。背景技术[0002]膜分离技术作为一种重要的饮用水安全保障技术，在饮用水处理领域具有广阔的应用前景。与传统的有机分离膜相比，陶瓷分离膜具有耐高温、耐酸碱和高机械强度等多种优良性能，已成为膜领域发展迅速且极具应用前景的膜材料之一。然而，成本太高一直是陶瓷膜在商业化上的一大阻碍。近年来，随着规模制造经济的发展，陶瓷膜的生命周期成本也逐渐达到了增长的零界点，在保持高性能的前提下进一步降低成本成为了这一领域的未来发展趋势。[0003]当前商用