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专利号: 2021106230736
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:包含以下步骤:

1)制备结构可控的两性离子中空纳米粒子:

1.1)在去离子水中依次加入引发剂过硫酸铵、两性离子单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯混合,磁力搅拌至均匀溶解,得到水相;所述去离子水、过硫酸铵、N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵、聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为1:0.01‑0.03:0.1‑0.5:0.01‑0.05;

1.2)将自制的双亲性大分子RAFT试剂,吐温80和司班80溶解在甲苯中,磁力搅拌至均匀溶解,得到油相;所述甲苯、RAFT试剂、吐温80和司班80的质量比为1:0.03‑0.09:0.001‑

0.002:0.001‑0.009;

1.3)将油相剧烈搅拌的同时逐滴加入水相,使水相与油相的体积比为1:8‑20,进行预乳化20‑40min形成粗乳液,随后通过超声细胞粉碎机超声处理制得细乳液,然后加入四甲基乙二胺,使去离子水与四甲基乙二胺的体积比为1:0.01‑0.05,通氮排氧20‑40min后在

30‑50℃条件下进行聚合反应6‑10h,再经洗涤冷冻干燥处理后即得两性离子中空纳米粒子粉末;

2)制备结构可控的复合纳滤膜:

2.1)将步骤1)所得的结构可控的两性离子中空纳米粒子粉末加入到浓度为0.5‑3g/L的无水哌嗪的水溶液中,所述两性离子中空纳米粒子粉末的质量浓度为水相的0.05‑0.4g/L,调节溶液pH=11,超声至粉末溶解,得到含两性离子中空纳米粒子的水相;

2.2)将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中,使均苯三甲酰氯的浓度为0.25‑2.5g/L,得到油相;

2.3)在聚砜底膜表面迅速倒上含两性离子中空纳米粒子的水相溶液,静置2‑8min,去除多余溶液之后静置适当时间直至表面无水珠;然后再在底膜表面迅速倒上油相溶液,静置20‑60s以引发界面聚合反应,并去除多余溶液;将膜置于50‑70℃烘干,烘干时间5‑

20min,制成结构可控的复合纳滤膜。

2.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤1)中所述的两性离子中空纳米粒子可以通过控制自制的双亲性大分子RAFT试剂的用量进行粒径大小调控;通过改变两性离子单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵和水相的质量比进行核/壳比调控;通过改变交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯的用量进行交联度调控。

3.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤1.1)中所述单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵具有温敏性,其UCST约为25℃;步骤

1.1)中所述去离子水、过硫酸铵、N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵、聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为1:0.01‑0.02:0.2‑0.4:0.02‑0.04;

4.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤1.2)中所述甲苯、RAFT试剂、吐温80和司班80的质量比为1:0.04‑0.07:0.001‑0.002:0.003‑

0.006。

5.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤1.2)中所述自制的双亲性大分子RAFT试剂,采用RAFT溶液聚合法制备,过程如下:将2‑(十二烷硫基(硫代羰基)硫基)‑2‑甲基丙酸溶于二氧六环溶剂中,将苯乙烯,两性离子单体N,N‑二甲基(丙烯酰胺基丙基)丙烷磺酸铵和偶氮二异丁腈依次溶于苯甲醇中,将上述两溶液混合均匀,磁力搅拌,在70~90℃条件下聚合反应8~10小时,通过冰甲醇沉淀法和真空干燥去除溶剂制得双亲性大分子RAFT试剂。所述2‑(十二烷基三硫代碳酸酯基)‑2‑甲基丙酸与二氧六环溶剂的质量比为1:4‑6;所述苯乙烯、两性离子单体、偶氮二异丁腈和苯甲醇的质量比为8‑16:1:0.005‑0.01:20‑40;自制的双亲性大分子RAFT试剂的分子式如下:

6.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤1.3)中所述水相与油相的体积比优选为1:8‑15;所述去离子水与甲基乙二胺的体积比为1:

0.02‑0.04。

7.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤2)中所述的结构可控的复合纳滤膜,可以通过改变加入的两性离子中空纳米粒子的粒径大小、核/壳比和交联度进行复合纳滤膜的结构调控。

8.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤2.1)中所述无水哌嗪的水溶液优选浓度为1‑2.5g/L的无水哌嗪水溶液;优选用磷酸三钠和盐酸溶液来调节水相的pH值。

9.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤2.2)中所述均苯三甲酰氯的浓度优选为0.5‑1.5g/L;步骤2.3)中所述烘干温度优选65℃;烘干时间优选10min。

10.一种权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的结构可控的复合纳滤膜。