[发明专利]一种有机无机复合介孔膜的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机无机复合介孔膜的制备方法和该复合介孔膜的应用，属 膜材料领域。

背景技术

随着介孔膜在传感器件、异相催化、纳米材料的模板合成，光学器件等方 面显示了其潜在的应用价值，近年来，将介孔材料组装在有机膜中形成有机无 机复合介孔膜的研究引起了人们的关注。德国出版的《Chem.Eur.J》杂志2004 年第10期上的“Mesostructured Silica Tubes and Rods by Templating Porous Membranes”一文中公开了一种在多孔聚碳酸酯膜中组装介孔二氧化硅棒状物制 备有机无机复合介孔膜的水热合成方法。然而，这种水热合成方法的不足之处 在于：速率慢，耗时长因而能耗高且效率低(制备一张复合介孔膜耗时超过四 天)，特别是为了除去复合介孔膜内的表面活性剂释放介孔孔道，产物经过了高 温焙烧，但是，在高温焙烧过程中，由于聚碳酸酯膜的耐受温度低(≤120C)， 因此导致其被灼烧灰化，只留下膜内的棒状介孔材料，该过程完全破坏了该复 合介孔膜作为膜材料的结构完整性，从而限制其作为膜材料予以实际应用。本 申请人的一种有机无机复合介孔膜及制备方法和应用(专利申请号： 200910054082.7)，使用抽滤法制备有机无机复合介孔膜时，一次抽滤只能制备 一张有机无机复合介孔膜，效率较低。目前迫切需要一种合成速率快，效率高， 且合成过程不破坏该复合介孔膜作为膜材料的结构完整性的一种合成方法。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中合成有机无机复合介孔膜的水热 合成方法和抽滤法所存在的上述缺陷，提供一种合成速率快，同时可以合成多 张，且合成过程不破坏该复合介孔膜作为膜材料的结构完整性的有机无机复合 介孔膜的微波合成方法。

本发明的目的之二是提供了一种有机无机复合介孔膜在生物酶吸附包埋中 的新用途。

本发明的技术方案

一种有机无机复合介孔膜的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)前驱液的制备

(a)、含十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的前驱液制备

将原料无水乙醇，正硅酸乙酯(TEOS)和HCl按照摩尔比1.6∶0.56∶ 2.8×10^-5投料混合，缓慢搅拌均匀后，形成溶液A，其中HCl用浓度为2.8 mmol/L的盐酸溶液配制；

按照无水乙醇，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和HCl摩尔比为3.1∶ 0.042∶2.2×10^-3配制B混合液，其中HCl用浓度为55mmol/L的盐酸溶液配 制；

将所形成的A溶液在60℃的水浴条件下冷凝回流90min；然后往A溶液 中加入B混合液，在25-30℃下搅拌反应30min后，冷却至室温25℃即得到 含CTAB的前驱液，其中A溶液及B混合液的配比按体积比为1∶2；

(b)、含非离子型表面活性剂EO₂₀PO₇₀ EO₂₀(P123)的前驱液的制备 将原料无水乙醇，HCl和去离子水按照摩尔比0.31∶1.2×10^-3∶0.11 投料混合均匀后置于三颈烧瓶中，然后，在缓慢搅拌状态下形成混合液C， 其中HCl用浓度为12mol/L的盐酸溶液配制；

往上述混合液C中添加1.7×10^-4mol非离子型表面活性剂表面活性剂 EO₂₀PO₇₀EO₂₀(P123)，直至P123全部溶解，并将盛有该混合溶液C的三颈烧 瓶置于油浴中，在60℃的温度下，缓慢搅拌反应1h后，再逐渐滴加0.10mol 的正硅酸乙酯，并且在60℃的油浴温度下搅拌老化12h，然后冷却至室温 25℃即得到含P123的前驱液；

其中非离子型表面活性剂P123还可以选用F127；

(2)、微波法进行无机介孔材料组装