一种结构可控的复合纳滤膜及其制备方法.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CN113304611A(43)申请公布日2021.08.27(21)申请号202110623073.6B01D69/02(2006.01)(22)申请日2021.06.04C08F283/06(2006.01)C08F220/58(2006.01)(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人孙志娟李兰兰杨蕾(74)专利代理机构杭州之江专利事务所(普通合伙)33216代理人朱枫(51)Int.Cl.B01D61/02(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D71/56(2006.01)B01D71/68(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种结构可控的复合纳滤膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种结构可控的复合纳滤膜及其制备方法，首先在去离子水中依次加入引发剂过硫酸铵、两性离子单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯，得到水相；将双亲性大分子RAFT试剂溶解在甲苯中，得到油相，将油相逐滴加入水相，制得细乳液，然后加入四甲基乙二胺，得到两性离子中空纳米粒子粉末；将所得的纳米粒子粉末加入到无水哌嗪的水溶液中，得到含纳米粒子的水相；将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，得到油相；在聚砜底膜表面迅速倒上水相溶液，再迅速倒上油相溶液，制成结构可控的复合纳滤膜。本发明将两性离子中空纳米粒子引入膜中制备复合纳滤膜，作为水分子通道提高膜的水渗透通量。CN113304611ACN113304611A权利要求书1/2页1.一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：1)制备结构可控的两性离子中空纳米粒子：1.1)在去离子水中依次加入引发剂过硫酸铵、两性离子单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯混合，磁力搅拌至均匀溶解，得到水相；所述去离子水、过硫酸铵、N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵、聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为1：0.01‑0.03：0.1‑0.5：0.01‑0.05；1.2)将自制的双亲性大分子RAFT试剂，吐温80和司班80溶解在甲苯中，磁力搅拌至均匀溶解，得到油相；所述甲苯、RAFT试剂、吐温80和司班80的质量比为1：0.03‑0.09：0.001‑0.002：0.001‑0.009；1.3)将油相剧烈搅拌的同时逐滴加入水相，使水相与油相的体积比为1：8‑20，进行预乳化20‑40min形成粗乳液，随后通过超声细胞粉碎机超声处理制得细乳液，然后加入四甲基乙二胺，使去离子水与四甲基乙二胺的体积比为1:0.01‑0.05，通氮排氧20‑40min后在30‑50℃条件下进行聚合反应6‑10h，再经洗涤冷冻干燥处理后即得两性离子中空纳米粒子粉末；2)制备结构可控的复合纳滤膜：2.1)将步骤1)所得的结构可控的两性离子中空纳米粒子粉末加入到浓度为0.5‑3g/L的无水哌嗪的水溶液中，所述两性离子中空纳米粒子粉末的质量浓度为水相的0.05‑0.4g/L，调节溶液pH＝11，超声至粉末溶解，得到含两性离子中空纳米粒子的水相；2.2)将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，使均苯三甲酰氯的浓度为0.25‑2.5g/L，得到油相；2.3)在聚砜底膜表面迅速倒上含两性离子中空纳米粒子的水相溶液，静置2‑8min，去除多余溶液之后静置适当时间直至表面无水珠；然后再在底膜表面迅速倒上油相溶液，静置20‑60s以引发界面聚合反应，并去除多余溶液；将膜置于50‑70℃烘干，烘干时间5‑20min，制成结构可控的复合纳滤膜。2.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的两性离子中空纳米粒子可以通过控制自制的双亲性大分子RAFT试剂的用量进行粒径大小调控；通过改变两性离子单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵和水相的质量比进行核/壳比调控；通过改变交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯的用量进行交联度调控。3.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1.1)中所述单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵具有温敏性，其UCST约为25℃；步骤1.1)中所述去离子水、过硫酸铵、N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵、聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为1：0.01‑0.02：0.2‑0.4：0.02‑0.04；4.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1.2)中所述甲苯、RAFT试剂、吐温80和司班80的质量比为1:0.04‑0.07:0.001‑0.002:0.003‑0.006。5.如权利要求1