[发明专利]一种高负载无机纳米粒子杂化有机膜的自组装方法

摘要

本发明公开了一种高负载无机纳米粒子杂化有机膜的自组装方法，属于膜技术领域，包括以下步骤：将聚阳离子和聚阴离子分别制成制膜液，并分别加入两性氧化物纳米粒子，调节pH值，超声，离心、替换溶剂，制得聚离子纳米粒子包络体溶液，将基片或基膜在聚离子纳米粒子包络体溶液中浸泡或者动态过滤形成薄膜层，然后进行水洗、吹干，之后在荷相反电荷的聚离子纳米粒子溶液中浸泡或者动态过滤，然后进行水洗，并吹干；如此交替，进行重复制膜、水洗、吹干，形成无机纳米粒子杂化聚电解质膜；本发明可以实现在聚阳离子和聚阴离子层中均杂化纳米粒子，提高纳米粒子在双层中的负载量，可有效克服杂化时所制得膜的有机无机层易剥离的缺陷。

主权项

一种高负载无机纳米粒子杂化有机膜的自组装方法，该方法包括以下步骤：(1)将聚阳离子溶解在溶剂中，配制成制膜液，静置脱泡；在聚阳离子溶液中加入两性氧化物纳米粒子，调节pH值至碱性，使两性氧化物纳米粒子荷负电，并使加入的两性氧化物纳米粒子的负电荷总数低于聚阳离子正电荷总数，从而形成聚阳离子纳米粒子包络体溶液；将聚阴离子溶解在溶剂中，配制成制膜液，静置脱泡；在聚阴离子溶液中加入两性氧化物纳米粒子，调节pH值至酸性，使两性氧化物纳米粒子荷正电，并使加入的两性氧化物纳米粒子的正电荷总数低于聚阴离子负电荷总数，从而形成聚阴离子纳米粒子包络体溶液；(2)分别将步骤(1)中加入了两性氧化物纳米粒子的聚离子溶液超声30～120分钟，使纳米粒子均匀分散后，离心1～60分钟，离心后将上清液换成与上清液中溶剂相同的等体积的溶剂；(3)重复(2)步骤1～10次，制得聚离子纳米粒子包络体溶液；(4)使基片或基膜荷正电或负电，并将基片浸泡在步骤(3)中聚阴离子纳米粒子包络体溶液或聚阳离子纳米粒子包络体溶液中10～60分钟，使聚阴离子纳米粒子包络体或聚阳离子纳米粒子包络体吸附在基片表面，形成薄膜层；或者使基膜荷正电或负电，并在0.01～3.0Mpa压力或 0.02～ 0.09MPa的负压作用下，将聚阴离子纳米粒子溶液或聚阳离子纳米粒子溶液在基膜表面动态过滤10～60分钟，使聚阴离子纳米粒子包络体或聚阳离子纳米粒子包络体在膜表面或孔内被截留，形成分离层；(5)将步骤(4)基片或基膜浸泡在去离子水中，漂洗膜面并吹干；(6)将步骤(5)基片浸泡在步骤(3)中聚阳离子纳米粒子包络体溶液或聚阴离子纳米粒子包络体溶液10～60分钟，使聚阴离子纳米粒子包络体与聚阳离子纳米子粒子包络体发生反应；或者将步骤(5)基膜在0.01～3.0Mpa压力或 0.02～ 0.09MPa的负压作用下，将步骤(3)中聚阳离子纳米粒子包络体溶液或聚阴离子纳米粒子包络体溶液在基膜表面动态过滤10～60分钟，聚阴离子纳米粒子包络体与聚阳离子纳米粒子包络体发生反应；(7)将步骤(6)的基片或基膜浸泡在去离子水中，漂洗膜面并烘干；(8)重复(4)～(7)步骤1 100次；(9)步骤(8)的基片形成无机纳米粒子杂化有机薄膜或者步骤(8)的基膜形成无机纳米粒子杂化有机渗透汽化膜。