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专利号: 202310309707X
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种喷涂辅助构筑双中间层正渗透复合膜,其特征在于,包括从下向上依次设置的纳米纤维多孔支撑层、双中间层和聚酰胺分离层,其中,纳米纤维多孔支撑层为静电纺丝制备的纳米纤维膜,双中间层包括PDA/ZIFs第一中间层和PDA/ZIFs第二中间层,通过抽滤将第一中间层PDA/ZIFs混合分散液沉积在纳米纤维多孔支撑层表面,形成PDA/ZIFs第一中间层,以及通过喷涂将第二中间层PDA/ZIFs混合分散液沉积在PDA/ZIFs第一中间层表面,形成的PDA/ZIFs第二中间层,纳米纤维多孔支撑层表面孔径为1450‑3500 nm, PDA/ZIFs第一中间层中所用ZIFs粒子平均粒径为1800‑2300 nm;PDA/ZIFs第二中间层中所用ZIFs粒子平

2 2

均粒径为800‑1200 nm,第一中间层的负载量为15.92μg/cm 84.6 μg/cm,第二中间层的负

2 2 ~

载量为31.84 μg/cm 95.52μg/cm ,涂覆PDA/ZIFs第一中间层后膜表面平均孔径为800‑~

1450 nm。

2.一种权利要求1所述喷涂辅助构筑双中间层正渗透复合膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将聚合物加入到有机溶剂中,配置纺丝液,启动静电纺丝机,纺丝液静置脱泡,抽入注射器内,设定静电纺丝的参数,静电纺丝制备纳米纤维支撑层膜,烘干后在热压板上进行热压处理得到纳米纤维多孔支撑层;

(2)用去离子水配置ZIFs纳米材料和十二烷基磺酸钠的混合溶液,混合溶液分散均匀,将盐酸多巴胺和Tris‑HCl缓冲液依次加入混合溶液中,反应生成聚多巴胺PDA,PDA包覆在ZIFs纳米材料表面,得到第一中间层PDA/ZIFs混合分散液,采用相同的方法制备第二中间层PDA/ZIFs混合分散液;

(3)将步骤(1)中得到的纳米纤维多孔支撑层浸泡于乙醇水溶液中,然后移取第一中间层PDA/ZIFs分散液加入乙醇水溶液进行稀释,通过抽滤将稀释后的分散液均匀的沉积在纳米纤维多孔支撑层表面形成PDA/ZIFs第一中间层,再用喷枪将第二中间层PDA/ZIFs分散液喷涂在PDA/ZIFs第一中间层表面形成PDA/ZIFs第二中间层,之后取出真空干燥备用;

(4)在PDA/ZIFs第二中间层表面通过界面聚合制备聚酰胺层,即得到所述的双中间层复合正渗透膜。

3.根据权利要求2所述喷涂辅助构筑双中间层正渗透复合膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中的ZIFs纳米材料为ZIF‑8、ZIF‑8‑NH2、ZIF‑67或ZIF‑90。

4.根据权利要求2所述喷涂辅助构筑双中间层正渗透复合膜的制备方法,其特征在于,所述ZIFs纳米材料为ZIF‑8,其具体制备方法为:将六水合硝酸锌和2‑甲基咪唑分别溶于水中,超声分散,磁力搅拌至溶解,将六水合硝酸锌溶液逐滴缓慢加入到2‑甲基咪唑溶液中,并在室温下反应24h后将混合溶液离心、洗涤、干燥,研磨得到白色固体粉末ZIF‑8。

5.根据权利要求4所述喷涂辅助构筑双中间层正渗透复合膜的制备方法,其特征在于,用去离子水配置ZIF‑8纳米材料和十二烷基磺酸钠的混合溶液,混合溶液中ZIF‑8纳米材料和十二烷基磺酸钠的浓度分别为0.2 g/L和1g/L,混合溶液分散均匀,将盐酸多巴胺和Tris‑HCl缓冲液依次加入混合溶液中,在40℃ 条件下搅拌36h,得到第一中间层PDA/ZIFs混合分散液,采用相同的方法制备第二中间层PDA/ZIFs混合分散液,将步骤(1)中得到的纳米纤维多孔支撑层浸泡于乙醇水溶液中,然后移取1‑5 mL第一中间层PDA/ZIFs分散液加入乙醇水溶液进行稀释,通过抽滤将稀释后的分散液均匀的抽到纳米纤维多孔支撑层表面,再用喷枪喷涂2‑6 mL第二中间层PDA/ZIFs分散液,之后取出真空干燥备用,纳米纤维多孔支撑层的平均孔径为1450 nm,第一中间层PDA/ZIFs混合分散液中ZIF‑8的平均粒径范围为

2000 nm,第二中间层PDA/ZIFs混合分散液中ZIF‑8的平均粒径为1000 nm。