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专利号: 2022107410571
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:2026-08-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种掺有功能化ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜的制备方法,其特征在于,制得如下掺有功能化ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜,包括超滤膜支撑层、聚酰胺分离层和功能化ZIF‑7纳米粒子;

所述的聚酰胺分离层分布于超滤膜支撑层的表面和孔洞内;

所述的功能化ZIF‑7纳米粒子分布在聚酰胺分离层内;

所述超滤膜支撑层的材质为聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚芳砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯中的一种或者多种;

所述的功能化ZIF‑7纳米粒子包括ZIF‑7‑NH2、ZIF‑7‑OH、ZIF‑7‑CH3、ZIF‑7‑CH2OH、ZIF‑

7‑C2H5、ZIF‑7‑C3H7中的一种或多种,其粒径为20~500nm;

所述全热交换膜的类型为平板膜、中空纤维均质膜或中空复合膜与管式膜;

上述掺有功能ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜的制备方法如下:(1)功能化ZIF‑7纳米粒子的合成

将金属前体溶液与配体溶液混合,在室温下搅拌反应,之后离心收集纳米级固体粒子,甲醇清洗,真空干燥,得到功能化ZIF‑7纳米粒子;

(2)制膜溶液的配制

室温下,将胺类单体溶于去离子水制成水相溶液,将酰氯单体溶于有机溶剂并加入步骤(1)所得功能化ZIF‑7纳米粒子,超声分散均匀,得到油相溶液,备用;

(3)界面聚合制备聚酰胺层

室温下,先将超滤膜支撑层浸没于水相溶液中1 10min,然后取出,排除膜表面过量的~水相溶液,再将超滤膜支撑层浸没于油相溶液中 20s 10min发生界面聚合反应,之后取出~于空气中晾干,在超滤膜支撑层表面形成含有功能化ZIF‑7纳米粒子的聚酰胺层,得到复合膜;

(4)后处理

在50 90℃下对步骤(3)所得的复合膜进行热处理5 30min,得到掺有功能ZIF‑7纳米粒~ ~子的全热交换膜;

所述配体溶液的浓度为0.01 1mol/L,溶剂为甲醇,配体为苯并咪唑和2‑氨基苯并咪唑~的混合物、苯并咪唑和2‑羟基苯并咪唑的混合物、2‑甲基苯并咪唑和2‑氨基苯并咪唑的混合物、2‑羟甲基苯并咪唑和2‑氨基苯并咪唑的混合物、2‑乙基苯并咪唑和2‑氨基苯并咪唑的混合物、2‑丙基苯并咪唑和2‑氨基苯并咪唑的混合物中的一种。

2.如权利要求1所述的掺有功能化ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述金属前体溶液与配体溶液的体积比为 1:1,搅拌反应的条件为,在20~

30℃下搅拌0.5 12h;真空干燥的条件为:在50 120℃下干燥6 12h。

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3.如权利要求1所述的掺有功能化ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中:所述金属前体溶液的浓度为0.01 1mol/L,溶剂为N,N‑2甲基甲酰胺DMF,金属前体选自~氧化锌、硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、醋酸锌中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的掺有功能化ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中:所述水相溶液中,胺类单体的质量分数为 0.01 5%,胺类单体包括但不限于哌嗪、间苯~二胺、邻苯二胺、对苯二胺、乙二胺、己二胺、1,4‑丁二胺、4,4‑二氨基二苯醚、4,4,‑二氨基二苯甲烷、邻联苯甲胺、1,2‑丙二胺、1,3‑丙二胺、2,4‑二氨基甲苯、1,2‑环己二胺、4,5‑二氯邻苯二胺、二乙烯三胺、均苯三胺中的一种或多种;

所述油相溶液中,酰氯单体的质量分数为0.01 5%,功能化ZIF‑7纳米粒子的质量分数~为0.001 5%,有机溶剂选自正己烷、正庚烷、正辛烷、正十二烷、异十二烷、异十六烷中的一~种或多种,酰氯单体包括间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、多元芳香磺酰氯中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的掺有功能化ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,超滤膜支撑层浸没于水相溶液中的时间为2 5min,浸没于油相溶液中 的时~间为30s 2min。

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6.如权利要求1所述的掺有功能化ZIF‑7纳米粒子的全热交换膜的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,后处理的温度为60 80℃,时间为8 20min。

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