一种共价三嗪框架有机溶剂纳滤膜的制备方法.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CN111701458A(43)申请公布日2020.09.25(21)申请号202010551039.8(22)申请日2020.06.16(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人王乃鑫王湘琼李杰孙皓李晓婷安全福(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张立改(51)Int.Cl.B01D67/00(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D61/00(2006.01)B01D69/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种共价三嗪框架有机溶剂纳滤膜的制备方法(57)摘要一种共价三嗪框架有机溶剂纳滤膜的制备方法，涉及含有三嗪基团的框架材料在无机支撑体上的制备以及应用。包括以下步骤，处理无机陶瓷基底；配制共价三嗪框架原料液，混合均匀后倒入盛有无机陶瓷基底的容器内脱气；随后将基底与原料液一同转移至反应釜中，置于90-180℃马弗炉内反应72h。使用溶剂对复合膜进行冲洗，干燥后得到共价三嗪框复合膜。所述的复合膜可用于有机溶剂中污染物的去除。具有制备工艺简单，能耗低等优势。CN111701458ACN111701458A权利要求书1/1页1.一种共价三嗪框架复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：无机陶瓷基底前期清洗处理；步骤2：配制共价三嗪框架原料液，按照摩尔比例为对苯二甲醛:对苯二甲脒盐酸盐:碳酸铯＝1:2:2的比例配制，首先将对苯二甲脒盐酸盐和碳酸铯(CsCO3)、对苯二甲醛分别溶解于二甲基亚砜(DMSO)中混合；步骤3：混合均匀后倒入盛有无机陶瓷基底的容器内脱气，在10-50℃负压脱气0.5-5h；步骤4：将基底与原料液一同转移至聚四氟乙烯反应釜内衬，组装好不锈钢外体，置于90-180℃马弗炉内反应72h；步骤5：反应结束后对膜进行洗涤，干燥，最终得到共价三嗪框架复合膜。2.按照权利要求1所述的一种共价三嗪框架复合膜的制备方法，其特征在于，无机陶瓷基底为管状、片状。3.按照权利要求1所述的一种共价三嗪框架复合膜的制备方法，其特征在于，按照对苯二甲醛：对苯二甲脒盐酸盐：碳酸铯(CsCO3)＝1:2:2的比例，加入不同物质的量的三种单体；以对苯二甲醛为例，最终混合物中物质的量浓度范围为每0.1mmol-2mmol对苯二甲醛对应50ml二甲基亚砜(DMSO)。4.按照权利要求1所述的一种共价三嗪框架复合膜的制备方法，其特征在于，对苯二甲脒盐酸盐与碳酸铯(CsCO3)一同加热溶解于DMSO中，对苯二甲醛单独溶解于DMSO中。5.按照权利要求1所述的一种共价三嗪框架复合膜的制备方法，其特征在于，进行溶剂热反应的温度为90-180℃；洗涤溶剂为二甲基亚砜、去离子水，且反复重复多次；干燥温度60℃-80℃，时间8-12h。6.按照权利要求1所述的一种共价三嗪框架复合膜的制备方法，其特征在于，共价三嗪框架材料在无机陶瓷表面及表层多孔内部生长，外表为黄色。7.按照权利要求1-6任选一项所述的方法制备得到的一种共价三嗪框架复合膜。8.按照权利要求1-6任选一项所述的方法制备得到的一种共价三嗪框架复合膜的应用。用于有机溶剂纳滤(OSN)，除去溶剂中的有机污染物。2CN111701458A说明书1/5页一种共价三嗪框架有机溶剂纳滤膜的制备方法技术领域[0001]本发明主要涉及共价三嗪框架复合膜的制备以及膜的用途，属于膜技术领域。背景技术[0002]有机溶剂纳滤(OSN)，也称之为耐溶剂纳滤(SRNF)或亲有机纳滤(organophilicNF)，是一种新兴的膜分离和提纯。有机溶剂的技术在食品、精细化工、医药和石油化工等有机溶剂处理过程中具有巨大的应用潜力。这些膜在腐蚀性介质、高pH值和高温等极端操作条件下的相容性，同时保持合理的长期分离性能和再现性，是OSN膜进一步发展的主要挑战。探索新型的材料提升其性能成为当前的发展趋势。[0003]有机多孔聚合物近年来成为化学、材料和环境等领域的发展前言和研究热点。其中，共价三嗪框架(CTFs)以其丰富的氮原子骨架、多孔结构以及强芳香C＝N共价键使其具有较高的热化学稳定性。这些独特的性质，使其广泛的用于气体储存、光催化、能量储存等领域。由于其具有多孔结构和稳定的化学性质，在有机溶剂体系中可以保持稳定，因此在有机溶剂纳滤领域也具有较大的应用潜力。[0004]然而传统的三嗪框架通常都是由含有氰基(-CN)官能团的芳香化合物在熔融的氯化锌中三聚生成三嗪框架，制备的温度高达400-700℃，这对于分离膜的制备来说非常不利。目前已有一些研究者通过离子热法制备得到共价三嗪框架粉体材料，随后对其进行剥离并与氧化石墨烯(GO)复合