利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021104381816
申请人: 山东省科学院新材料研究所
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-22
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.高效耐高温聚酰亚胺/ZIF‑8复合纳米纤维空气滤膜制备方法,其特征在于:所述空气滤膜是由静电纺丝制备的直径为50~400nm的聚酰亚胺纳米纤维表面半嵌入式的包裹一2

层20~50nm的ZIF‑8纳米颗粒层构成的复合纳米纤维膜,其比表面积为0.5~1.02m /g,拉伸强度为0.334~0.454N/m;聚酰亚胺/ZIF‑8复合纤维空气过滤膜的制备步骤包括:S1:聚酰胺酸/ZnO前驱体溶液的合成;在二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中先超声均匀分散纳米ZnO,后以4,4'‑二氨基二苯醚(ODA):均苯四甲酸二酐(PMDA)=1:1~1.02的摩尔比,配制质量百分比为16wt%~20wt%的聚酰胺酸/ZnO的溶液;

S2:以静电纺丝法制备聚酰胺酸/ZnO纳米纤维膜;将未处理的纳米纤维膜进行程控升温热亚胺化处理,从室温升至300~350℃,保温时间1~2h,获得聚酰亚胺/ZnO纳米纤维膜;

S3:对聚酰亚胺/ZnO纳米纤维膜的纳米ZnO种子进行浸泡法激活、水热法再生长,即得到半嵌入式的聚酰亚胺/ZIF‑8纳米纤维膜;

ZnO种子激活:配置0.5mol/L的二甲基咪唑水溶液50ml,将退火后的聚酰亚胺/ZnO纳米纤维膜放入溶液中,50℃下加热静置2h,激活ZnO种子;

ZnO种子再生长:配置30ml的再生长溶液将2mmol的Zn(NO3)2·6H2O,3mmol的二甲基咪唑,2mmol的HCOONa溶解于30ml甲醇溶液中,磁力搅拌直至形成澄清透明溶液,将激活后的聚酰亚胺/ZnO纳米纤维膜和再生长溶液转入高压反应釜中,100℃水热反应2h。

2.根据权利要求1所述的高效耐高温聚酰亚胺/ZIF‑8复合纳米纤维空气滤膜制备方法,其特征在于:S1中所述的纳米ZnO直径为20~50nm,聚酰胺酸前驱体溶液中单体纳米ZnO的浓度为5~10wt%;所述均苯四甲酸二酐(PMDA)单体应在4,4'‑二氨基二苯醚(ODA)单体完全溶解于二甲基乙酰胺(DMAc)后再分8~10次加入。

3.根据权利要求1所述的高效耐高温聚酰亚胺/ZIF‑8复合纳米纤维空气滤膜制备方法,其特征在于,S2中所述静电纺丝过程为:采用直径12cm,长度30cm的圆柱形滚轮接收器收集纳米纤维,在接收器上放置金属网格接受基底;调整参数:转速为100r/min~200r/min,喷丝头至滚轮接收表面距离为18cm~22cm,高压电源电压为18kV~22kV,推料速度为

0.0010mm/s~0.0015mm/s,喷丝头从中心位置处横向摆动,摆幅30cm,摆动速度0.5cm/min。

4.根据权利要求3所述的高效耐高温聚酰亚胺/ZIF‑8复合纳米纤维空气滤膜制备方法,其特征在于:将电纺完的聚酰胺酸/ZnO从金属网格上揭下,设定马弗炉升温程序为:以3℃/min从室温升温至300~350℃,保温1~2h后,自然冷却至室温,得到聚酰亚胺/ZnO纳米纤维膜。