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[发明专利]一种共价有机框架纳滤膜及其制备方法-CN202311062393.4在审
发明人：徐凯;姜忠义;张润楠;王辉;成丽娟 -专利权人：天津大学浙江研究院
申请日： 2023-08-22 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： B01D71/72 文献下载
摘要：本公开提供一种共价有机框架纳滤膜及其制备方法，涉及分离膜材料的技术领域，能够解决纳滤膜生产效率低的问题。该方法包括：将醛基单体和氨基单体溶解于有机溶剂中，加入催化剂，得到合成液；将基膜载体浸入合成液中，老化后，得到悬浮液；将基膜载体和悬浮液转移至微波反应釜中，微波条件下反应，反应结束后洗涤、烘干产物，得到共价有机框架纳滤膜。本公开采用微波辅助方法制备共价有机框架纳滤膜，能够在短时间内实现更均匀的温度，具有更高的合成速率和更短的反应时间；制备的共价有机框架纳滤膜具有更小的粒径和窄的粒径分布，有利于得到致密且薄的共价有机框架纳滤膜，将其用于化学分离等领域表现出了优异的应用潜力。
一种共价有机框架滤膜及其制备方法

[发明专利]一种光催化自清洁二维蛭石膜及其制备方法和应用-CN202310698353.2在审
发明人：刘亚楠;魏小翠;姜忠义;张钊;赵甫;李宗梅 -专利权人：海南大学
申请日： 2023-06-12 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： B01D69/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种光催化自清洁二维蛭石膜及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：以热膨胀石为原料制备蛭石纳米分散液，将TiO2溶液与蛭石纳米分散液共混，超声，沉积在聚碳酸酯支撑衬底上，干燥，制得。本发明制备的光催化自清洁二维蛭石膜具有更多的可调纳米通道，提高了膜的渗透性能；同时，制备方法简单，成本低廉，且具有自清洁功能，具有更加广泛的应用前景，本发明为开发具有可控和稳定的染料脱盐性能的二维纳滤膜提供了一条可能的途径。
一种光催化清洁二维蛭石及其制备方法应用

[发明专利]一种双水相界面组装共价有机框架膜及其制备和应用-CN202210725459.2有效
发明人： 姜忠义;潘福生;王洪建;赵佳帅 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： C08G12/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种双水相界面组装共价有机框架膜，包括利用聚乙二醇水溶液和葡聚糖水溶液构建的双水相体系，随后采用界面组装的方式，将水溶性的共价有机框架材料的反应单体分配于双水相体系中，通过改变反应单体的浓度控制反应单体在双水相界面处的扩散和聚合，组装得到共价有机框架膜，该膜整体呈现对称性致密结构。本发明实现了非有机溶剂体系界面组装膜的突破，双水相界面组装策略以其绿色、简便、高效的优势有望成为制备晶态高分子膜的平台技术之一。将本发明制备的膜用于纳滤脱盐过程，其水渗透通量为1.7～15.4L h‑1m‑2bar‑1，NaCl截留率为40.1～93.6％。突破了微孔共价有机框架材料用于纳滤脱盐领域的技术瓶颈。
一种双水相界面组装共价有机框架及其制备应用

[发明专利]单宁酸粘合的共价有机框架复合质子交换膜及其制备方法-CN202310670608.4在审
发明人：吴洪;姜忠义;高众 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-06-07 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： C08J5/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种单宁酸粘合的共价有机框架复合质子交换膜，首先采用热聚合法和相转移聚合法分别制备得到单宁酸纳米聚集体和共价有机框架纳米片；通过真空辅助共组装的过程，将上述二者按一定比例均匀混合并抽滤，得到共价有机框架复合质子交换膜。通过改变单宁酸纳米聚集体的制备条件和含量，可以精确调控膜内的氢键相互作用。上述过程在共价有机框架膜内引入高度动态可逆的氢键相互作用，赋予膜优异的机械强度和韧性；同时在膜内构建高度连通的氢键网络，提高膜的质子传导性能。本发明制备方法温和可控、简单高效，制备得到的膜同时具备优异的机械强度、韧性和质子传导率，有利于其在氢能转化技术中的广泛应用。
单宁酸粘合共价有机框架复合质子交换及其制备方法

[发明专利]负载银-离子液体的共价有机框架膜及其制备和应用-CN202111549957.8有效
发明人： 姜忠义;梁旭;何光伟;吴洪 -专利权人：天津大学
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D71/76 文献下载
摘要：本发明公开了一种负载银‑离子液体的共价有机框架膜，该膜包括共价有机框架和含银离子的离子液体，所述共价有机框架为TpPa‑SO3H，所述含银离子的离子液体为溶解硝酸银的1‑乙基咪唑硝酸盐离子液体；该膜由真空辅助自组装法结合旋涂法制备，通过银离子的离子液体渗透入TpPa‑SO3H的垂直通道中并吸附在通道壁面上，在膜内引入了银离子，并缩小膜孔径。该膜主要由制备TpPa‑SO3H纳米片分散液、合成1‑乙基咪唑硝酸盐离子液体、制备含有银离子的1‑乙基咪唑硝酸盐离子液体、真空辅助自组装+旋涂法成膜四步。将该膜用于乙烯乙烷分离体系，对乙烯具有高通量、高选择性，同时由于离子液体的保护作用，银离子在膜内具有较高的稳定性，膜的分离性能也长期稳定。
负载离子液体共价有机框架及其制备应用

[发明专利]一种金属离子强化的固有微孔高分子膜及其制备和应用-CN202210148179.X有效
发明人： 姜忠义;吴洪;任燕雄;种博洋;丁睿;吴星宇 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-02-17 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D67/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种金属离子强化的固有微孔高分子膜，经过偕胺肟化改性和金属离子引入两步制备。偕胺肟化改性是羟胺水溶液与PIM‑1的四氢呋喃溶液反应特定时间，将PIM‑1的氰基转化为偕胺肟基团。引入金属离子是将偕胺肟改性的PIM‑1高分子溶于N,N‑二甲基乙酰胺溶剂，加入一定量的特定种类的金属离子硝酸盐后充分搅拌，经溶剂挥发成膜。利用金属离子与偕胺肟基团间的配位作用构筑交联网络，调控膜内微孔结构。具有制备过程可控性强、结构多样可调、方法通用等优点。该膜用于C3H6/C3H8物系，可突破传统高分子膜的性能制约，实现高选择性和较高渗透性，在C3H6/C3H8分离中展现出一定的应用潜力。
一种金属离子强化固有微孔高分子及其制备应用

[发明专利]一种阴离子型共价有机框架膜及其制备和应用-CN202210725455.4有效
发明人： 姜忠义;潘福生;王洪建;朱姿亭 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D67/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种阴离子型共价有机框架膜，该膜由1,3,5‑三羟基均苯三甲醛和1,4‑二胺基苯酸两类反应单体构成，该两类反应单体首先通过pH介导的油‑水‑油界面聚合方法生成阴离子型共价有机框架纳米片，随后通过真空辅助组装方法将纳米片组装于多孔基底上，制备成阴离子型共价有机框架膜；该膜整体呈现非对称结构，包括致密皮层和多孔支撑层，多孔支撑层为纤维交错堆叠结构。由于所用的共价有机框架材料具亚纳米孔径和易裁剪位点，可在通道内构筑水合层，赋予膜对一价阳离子的筛分功能，实现高效分离过程，突破微孔框架材料用于离子分离的技术瓶颈。此外，通过调节反应单体种类、单体浓度和分散液浓度等条件，可以进一步优化膜性能。
一种阴离子共价有机框架及其制备应用

[发明专利]一种电化学制备共价有机框架复合膜的方法及其应用-CN202210727092.8有效
发明人： 姜忠义;潘福生;王梅迪;王与同;赵俊怡 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D71/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种电化学法制备共价有机框架复合膜的方法，该复合膜由上层的COF膜层和下层的基膜构成，其制备方法包括将氨基单体和醛基单体分别溶解于甲醇/四氢呋喃混合溶液中，将所述基膜作为电化学阴极，引入电流促进氨基单体和醛基单体在基膜上生长形成COF膜层；其中，通过低温抑制甲醇/四氢呋喃混合溶液体相的反应，同时利用电流密度的变化，促进致密晶态COF膜层优先在未覆盖的基膜区域生长，赋予COF膜层连续无缺陷特性；本发明制备方法无需复杂的基膜处理工序，简单易操作，具有良好的普适性和重复性。将该复合膜用于渗透蒸发高浓盐水处理，表现出优异的脱盐性能和长周期运行稳定性。
一种电化学制备共价有机框架复合方法及其应用

[发明专利]一种氢键作用调控的固有微孔高分子膜及其制备和应用-CN202210148178.5有效
发明人： 姜忠义;吴洪;任燕雄;刘琳;徐中兴;张特;冯涵 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-02-17 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D67/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种氢键作用调控的固有微孔高分子膜，经过偕胺肟化改性和联吡啶引入两步制备。其中，偕胺肟化改性是羟胺水溶液与PIM‑1的四氢呋喃溶液反应特定时间，将PIM‑1的氰基转化为偕胺肟基团。引入联吡啶是将偕胺肟改性的PIM‑1高分子溶于N,N‑二甲基乙酰胺溶剂，向其中加入一定量的联吡啶分子，充分搅拌，经溶剂挥发成膜。利用联吡啶分子与偕胺肟基团间的氢键作用构筑交联网络，调控膜内微孔结构。本发明具有制备过程可控性强、结构多样可调、方法通用等优点。将该膜用于C3H6/C3H8物系，可突破传统高分子膜的性能制约，实现高选择性和较高渗透性，在C3H6/C3H8分离中展现出一定的应用潜力。
一种氢键作用调控固有微孔高分子及其制备应用

[发明专利]基于抑制奥斯特瓦尔德熟化的超薄金属有机框架膜及其制备和应用-CN202210830484.7有效
发明人： 姜忠义;王健宇;何光伟;吴洪 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-07-15 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D71/76 文献下载
摘要：本发明公开了一种通过基于抑制奥斯特瓦尔德熟化的机理制备的超薄金属有机框架膜，该膜由金属有机框架ZIF‑8和抑制剂组成。制备步骤主要是：将微量的抑制剂加入到包含有2‑甲基咪唑和Zn2+的ZIF‑8前驱体水溶液中，得到金属有机框架和抑制剂的共沉积溶液；以喷铂的多孔阳极氧化铝基膜作为基底，将基底浸入到所述的共沉积溶液中作为阴极，在恒定电流下进行沉积，经去离子水和甲醇洗涤干燥后得到超薄ZIF‑8膜。本发明具有较高创新性，方法简便，温和可控。所制得的超薄金属有机框架膜用于C3H6/C3H8体系分离，具有超高C3H6渗透速率同时兼有高C3H6/C3H8选择性。该超薄金属有机框架膜在烯烃生产纯化中具有良好的应用前景。
基于抑制奥斯特瓦尔熟化超薄金属有机框架及其制备应用

[发明专利]原位氨基功能化的共价有机框架膜的制备方法及应用-CN202210942747.3有效
发明人： 姜忠义;吴洪;郭哲源 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-08-08 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D67/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种原位氨基功能化共价有机框架膜的制备方法，首先采用油‑水‑油三相法制备原位氨基功能化的共价有机框架纳米片，胺单体与单醛和双醛组成的混合醛单体在水相中聚合而成；单醛单体的引入阻止了部分亚胺键的形成，进而在框架上原位暴露出未反应的氨基基团。通过改变单醛和双醛单体的比例，可以精确控制共价有机框架纳米片的氨基含量。通过真空辅助自组装的过程，将制备得到的共价有机框架纳米片抽滤至聚丙烯腈基膜上得到共价有机框架复合膜。本发明制备方法简单高效，制备温和可控，该膜具有良好的热化学稳定性和长期操作稳定性，用于CO2/N2体系分离，在湿态条件下具有较高的CO2渗透通量以及CO2/N2混合气选择性。
原位氨基功能共价有机框架制备方法应用

[发明专利]一步法原位组装聚电解质制备抗污染超滤膜的方法-CN202211018390.6有效
发明人： 姜忠义;龙梦影;张润楠;吴洪;杨焯;张诗雨 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-08-24 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B01D67/00 文献下载
摘要：本发明公开了采用一步法原位组装聚电解质制备抗污染超滤膜的方法。该方法主要包括以下步骤：成膜高分子、制孔剂和氧化钛前驱体溶解在溶剂中配制铸膜液，凝固浴为带磺酸基团的聚电解质水溶液，通过非溶剂诱导相转化法制备超滤膜。在一步相转化过程中，前驱体水解成亲水的氧化钛偏析至溶剂‑水界面处，与聚电解质发生氢键和配位相互作用，将聚电解质原位组装至膜表面，赋予超滤膜优异的抗污染性能。本发明的优点主要包括：采用了简单便捷的一步法原位引入聚电解质制备了超滤膜，同步实现成膜和改性；可通过调节氧化钛前驱体的添加量和凝固浴中聚电解质的浓度调整分离膜的表面性质；分离膜具有水下超疏油和超强的抗污染性能。
一步法原位组装电解质制备污染超滤膜方法

[发明专利]双层层状金属氢氧化物及其制备方法和应用-CN202310894058.4在审
发明人：王辉;姜忠义;张润楠;徐凯;成丽娟 -专利权人：天津大学浙江研究院
申请日： 2023-07-20 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： C01F7/785 文献下载
摘要：本申请公开了一种双层层状金属氢氧化物及其制备方法和应用，制备方法包括配置第一溶液和第二溶液，第一溶液包括二价金属离子和三价金属离子，第二溶液包括硝酸盐和甲酰胺；将第二溶液加热至反应温度，将第一溶液和氢氧化钠溶液同时滴加至第二溶液中，恒温搅拌，离心洗涤，收集沉淀物；将沉淀物置于去离子水中，超声，离心，取上清液，干燥后得到双层层状金属氢氧化物。本申请将金属离子溶液和氢氧化钠溶液同步滴加至甲酰胺和硝酸盐溶液，双滴法后采用超声剥离制备双层层状金属氢氧化物，通过控制反应条件和参数，保证制备的双层层状金属氢氧化物为双层结构，实现了层板厚度的精准控制；同时制备流程简单、产率高，适用于工业化规模生产。
双层层状金属氢氧化物及其制备方法应用

[发明专利]一种基于两亲性表面改性剂抗污染超滤膜及其制备方法和应用-CN202310645445.4在审
发明人：刘亚楠;张钊;姜忠义;魏小翠;赵甫;李宗梅 -专利权人：海南大学
申请日： 2023-06-01 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： B01D71/68 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于两亲性表面改性剂抗污染超滤膜及其制备方法和应用，发明涉及超滤膜制备技术领域。该方法包括以下步骤：将2,2,3,4,4,4‑六氟丁基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二乙烯基苯和去离子水混合，加入过二硫酸钾，聚合，制得两亲性表面改性剂；将两亲性表面改性剂、聚醚砜和聚乙二醇2000溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，涂覆于玻璃板上，制得基于两亲性表面改性剂的抗污染超滤膜。本发明制备方法过程简单易操作，所制备的超滤膜对油水乳液和BSA有着很强的截留性能，抗污染性能优异。本发明解决了现有超滤膜渗透通量和抗污染性能差的问题。
一种基于两亲性表面改性污染超滤膜及其制备方法应用

[发明专利]具有多级亲水结构的抗污染氧化石墨烯膜及其制备方法-CN202310462974.0在审
发明人：吴洪;姜忠义;杨焯;龙梦影;覃炳南;王宇涵 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-04-26 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： B01D67/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有多级亲水结构的抗污染氧化石墨烯膜的制备方法。主要包括以下步骤：在氧化石墨烯纳米片表面原位生长植酸基超亲水层；将生长植酸基超亲水层的氧化石墨烯纳米片组装成超亲水氧化石墨烯膜；通过配位驱动的桥联组装方法在超亲水氧化石墨烯膜表面组装糖酸，形成具有多级亲水结构的氧化石墨烯膜。该方法实现了具有连续植酸基底耦合分子级分散的糖链的多级亲水结构表面的可控构建。植酸层形成连续的水合层，分子级分布的糖链通过羟基与水合层中的界面水产生氢键相互作用，形成水合叠加效应，从而增加水合层的内聚强度，实现污染物的超低粘附，有效地提升了氧化石墨烯膜的抗污染性能。
具有多级结构污染氧化石墨及其制备方法

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