[发明专利]一种杂化膜的制备方法

说明书

本发明属于新材料技术领域，特别是涉及一种杂化膜的制备方法，其是将正硅酸乙酯、纤维素醚、交联剂、过氧化新葵酸异丙苯酯和去离子水安一定配比配制成改性溶液，将载体膜放到改性溶液中改性处理，将二氧化硅负载在载体膜上；将连续相的载体膜溶液涂布在负载了二氧化硅的载体膜上，然后干燥，除去溶剂，再脱膜，得到杂化膜。本发明通过将载体膜进行改性，增加载体膜功能层的交联程度，在载体膜层上再交联一层改性“治愈”薄层，明显改善功能层的表面致密性，使得载体膜表面更加的平整和密实，可以有效抑制有机‑无机杂化膜的相分离，有助于形成均相杂化膜体系，提高杂化膜的分离系数。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体来说，涉及一种杂化膜的制备方法。

背景技术

渗透汽化是用于液体混合物分离的一项新型膜技术，利用各组分间渗透压差为驱动力，依靠各组分在膜中溶解和扩散速率差异达到分离目的。该技术的突出优点是低能耗，操作简单，过程无污染。

有机聚合物膜具有柔韧性良好、渗透性好、密度低、价格便宜及成膜性好等优点，但是它的耐溶剂、耐腐蚀和耐热性都较差，对一些体系不能提供足够的选择性和渗透通量。而无机膜强度高、耐腐蚀、耐溶剂和耐高温，但无机材料脆，不易加工，成膜性差，目前价格还比较昂贵。为了集中有机膜和无机膜各自的优点，人们设计了有机- 无机杂化膜。这种膜具有良好的物理化学稳定性和分离性能，且成膜性好，已成为高分子和材料科学、膜材料制备等领域的研究热点。根据有机、无机组分间的相互作用类型，有机-无机杂化材料可分为两大类：一类是有机、无机组分间以弱相互作用—次价键(范德华力、氢键或弱静电作用)结合的杂化材料，形成具有包埋相的复合材料。另一类是有机、无机组分间以强相互作用—化学键(如共价键、离子-共价键和配位键)结合的杂化材料。这类杂化膜中有机、无机组分间通过强的化学键紧密结合形成相容性好的杂化材料，改善了单一材料的性能。但是，现有的杂化膜分离选择性偏低，影响杂化膜的实用性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种杂化膜的制备方法，以解决现有杂化膜分离选择性偏低而存在的技术问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种杂化膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）将正硅酸乙酯、纤维素醚、交联剂、过氧化新葵酸异丙苯酯和去离子水安一定配比配制成改性溶液，待用；

（2）将改性溶液的温度升高至40~80℃，将载体膜放到改性溶液中搅拌处理30~60min后取出清洗干净，待用，所述载体膜材质为聚酰胺；

（3）将二氧化硅负载在步骤（2）处理后的载体膜上；

（4）将连续相的载体膜溶液涂布在负载了二氧化硅的载体膜上，然后干燥，除去溶剂，再脱膜，得到杂化膜。

所述正硅酸乙酯、纤维素醚、交联剂、过氧化新葵酸异丙苯酯以及去离子水的重量比为（100~200）：（30~80）：（1~2）：（300~400）：1000。

所述负载的方法为浸涂法。

所述负载的方法为：将二氧化硅分散于乙醇中，制成0.8~4wt%的分散体系，在超声频率为20~100KHz的条件下超声分散处理1~2h；用该分散体系浸泡载体膜，在温度为60~80℃、超声频率为10~18KHz的条件下浸润30~50min后，取出干燥，如此反复1~5次后，即将二氧化硅负载在载体膜表面。

所述连续相的载体膜溶液为正己烷，正己烷的浓度为15~30wt%。

所述干燥处理的温度为60~80℃，时间为20~40min。

所述脱膜的步骤为：将带有载体膜和二氧化硅的载体膜在150~ 250℃进行热处理25~40min，即可脱膜。

所述杂化膜的厚度为30~80μm。