[发明专利]一种有机-无机纳米复合分离膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及分离膜的制备方法，尤其涉及一种有机-无机纳米复合分离膜的制备方法。

背景技术

有机-无机复合材料，结合各自的优异的特性，在分离材料中获得了非常广泛的应用。通常需要特殊的表面亲和性功能化处理才能获得很好的复合材料。而在有机-无机复合膜方面，就更要求很好的分散性和相互之间的附着力。通常获得的复合膜厚度都是在微米级，这大大降低了膜的分离效率。而且传统的厚膜通常是在固体表面浇铸，挥发溶剂制得的，厚度为几十到上百微米。工业上要求膜的分离效率越高越好，这就要求降低膜的厚度。但是降低膜厚就会损失膜的机械强度和分离效果。本发明利用杨拉普拉斯方程来制备有机-无机纳米复合分离膜得方法，膜的有效厚度小于100 纳米。尤其是可以在亲水的多孔基底上制备疏水的纳米高分子膜。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种有机-无机纳米复合分离膜的制备方法。

有机-无机纳米复合分离膜的制备方法的步骤如下：

1)常温下，相同体积的0.4～ 4mM 硝酸盐水溶液与0.03～1.4 mM 碱溶液在磁力搅拌下混合，然后放置3小时～3天，直接生成晶态的无机纳米线絮状沉淀，然后超声5～10分钟，过滤，将4～5 ml无机纳米线分散液过滤在孔径为200 纳米的多孔氧化铝基底上， 形成200～220 纳米厚的介孔膜；

2)将0.1～10 mg/ml高分子的甲苯溶液和固化剂按照质量比例为10:1的比例混合，再稀释总质量的10倍，20倍或40倍；将稀释溶液倒入装有上述纳米线介孔膜的过滤器里，密封，通过底部抽真空，负压为40～60 kPa，从液体的下表面挥发溶剂，在亲水的纳米线的表面形成一层均匀的高分子膜，获得的膜再在60～80度的干燥箱中固化胶联12～24小时，得到有机-无机纳米复合分离膜，有机-无机纳米复合分离膜为无孔膜或有孔膜，有孔膜的孔径为0.000001～5 nm。

所述的硝酸盐为硝酸亚锰、硝酸铜或硝酸镉。所述的碱溶液为乙醇胺、氢氧化钠或氢氧化钾。所述的高分子为聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺或环氧树脂。

有机-无机纳米复合分离膜用于浓缩酒精，分离气体，分离溶液中的分子、蛋白质或纳米颗粒。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：

1）利用杨-拉普拉斯方程的原理，直接将疏水的高分子在亲水的纳米线介孔膜表面形成一层高分子有效分离层；

2）这种方法无需表面修饰就能制备亲水和疏水复合材料分离膜；

3）从底部界面真空挥发能较快制备很薄的高分子分离层；

4）可简单调制分离膜的有效孔径。

附图说明

图1是10倍稀释液制得的复合致密膜的表面SEM照片；

图2是10倍稀释液制得的复合致密膜的断面SEM照片；

图3是20倍稀释液制得的复合致密膜的表面SEM照片；

图4是 20倍稀释液制得的复合致密膜的断面SEM照片；

图5是 40倍稀释液制得的复合致密膜的表面SEM照片；

图6是 40倍稀释液制得的复合致密膜的断面SEM照片。

具体实施方式

以下结合实例进一步说明本发明。

实施例1