一种具有催化中间层的复合纳滤膜及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115430296A(43)申请公布日2022.12.06(21)申请号202211148335.9B01D61/02(2006.01)(22)申请日2022.09.20B01J31/02(2006.01)(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二街1号(72)发明人罗建泉曹阳万印华陈向荣冯世超(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师刘二艳(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D69/10(2006.01)B01D69/00(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图1页(54)发明名称一种具有催化中间层的复合纳滤膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种具有催化中间层的复合纳滤膜及其制备方法和应用。所述复合纳滤膜包括依次设置的支撑层、催化中间层和活性分离层；所述催化中间层的材料包括氨基吡啶催化剂和锚定化合物；所述锚定化合物包括聚多酚、聚纤维素、聚多巴胺、聚丙烯酸、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乳酸、金属有机骨架材料或共价有机骨架材料中的至少一种。本发明中，所述复合纳滤膜通过设置催化中间层，并且所述催化剂中间层的材料包括氨基吡啶催化剂和锚定化合物，使得所述复合纳滤膜具有高通量和高截留率；并且，催化中间层还能够提高界面聚合单体的反应活性，拓宽单体使用范围；且制备方法简单，重现性较好，具有良好的普适性。CN115430296ACN115430296A权利要求书1/2页1.一种具有催化中间层的复合纳滤膜，其特征在于，所述复合纳滤膜包括依次设置的支撑层、催化中间层和活性分离层；所述催化中间层的材料包括氨基吡啶催化剂和锚定化合物；所述锚定化合物包括聚多酚、聚纤维素、聚多巴胺、聚丙烯酸、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乳酸、金属有机骨架材料或共价有机骨架材料中的至少一种。2.根据权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于，以重量份计，所述催化中间层的材料包括氨基吡啶催化剂0.001～10份；优选地，所述氨基吡啶催化剂包括含有氨基吡啶基团的纳米颗粒；优选地，所述含有氨基吡啶基团的纳米颗粒的原料包括4‑氨基吡啶和纳米颗粒前驱体；优选地，所述纳米颗粒前驱体与4‑氨基吡啶的摩尔比为1:(1～2)；优选地，以重量份计，所述催化中间层的材料包括锚定化合物0.01～0.1份。3.根据权利要求1或2所述的复合纳滤膜，其特征在于，所述活性分离层的材料包括水相反应物与油相反应物形成的界面聚合物；优选地，所述水相反应物包括含有反应性基团的单体；优选地，所述含有反应性基团的单体的官能度≥2；优选地，所述反应性基团包括氨基、羟基或磺酰胺基中至少一种；优选地，所述含有反应性基团的单体包括间苯二胺、哌嗪、间苯二酚、3‑氨基苯磺酰胺、聚乙烯亚胺或三亚乙基四胺中至少一种；优选地，以重量份计，所述水相反应物包括0.01～10份含有反应性基团的单体；优选地，所述含有反应性基团的单体与氨基吡啶催化剂的质量比为(1～10):1；优选地，以重量份计，所述水相反应物还包括0.01～15份添加剂；优选地，所述添加剂包括缚酸剂和/或表面活性剂。4.根据权利要求3所述的复合纳滤膜，其特征在于，所述油相反应物包括酰卤化合物；优选地，所述酰卤化合物的官能度≥2；优选地，所述酰卤化合物包括酰氯化合物和/或酰溴化合物；优选地，所述酰卤化合物包括1,3,5‑苯三甲酰氯、2,6‑萘二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或邻苯二甲酰氯中的至少一种；优选地，以重量份计，所述油相反应物包括0.01～10份酰卤化合物。5.根据权利要求1～4任一项所述的复合纳滤膜，其特征在于，所述支撑层包括多孔支撑层；优选地，所述支撑层包括聚砜支撑层、聚醚砜支撑层、聚乙烯支撑层、聚酰胺支撑层、聚酰亚胺支撑层、聚四氟乙烯支撑层、聚偏氟乙烯支撑层、聚丙烯腈支撑层或聚醚酰亚胺支撑层中至少一种。6.一种根据权利要求1～5任一项所述的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将支撑层、催化中间层和活性分离层依次层叠，得到所述复合纳滤膜。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述催化中间层的制备方法包括：将氨基吡啶催化剂和锚定化合物与溶剂混合，得到含有氨基吡啶催化剂的锚定涂层溶2CN115430296A权利要求书2/2页液；将所述锚定涂层溶液涂覆在支撑层的表面，得到所述催化中间层；优选地，所述涂覆在支撑层的表面前还包括对支撑层进行洗涤的步骤；优选地，所述洗涤的溶剂包括乙醇和/或水；优选地，所述涂覆的方法包括浸渍、旋涂或喷涂中至少一种；优选地，所述浸渍的时间为20～30h。8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述活性分离层的制备方法包括：采用水相