[发明专利]一种高性能杂化分离膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能杂化分离膜，其特征在于在该分离膜基体材料内部、分离膜表面、膜孔表面均包含邻苯二酚类化合物氧化后生成的聚邻苯二醌类化合物和被交联固化并均匀分散的纳米材料。

2.一种高性能杂化分离膜的制备方法，包含如下步骤：

（1）铸膜液的制备：将重量分为1-60份的聚合物膜材料、0.1-30份的纳米材料、0.1-30份的邻苯二酚类衍生物和10-100份的溶剂无顺序地加入到溶解罐中，在20-100℃的条件下，搅拌溶解1-48小时，静置脱泡2-24小时，制成铸膜液；

（2）凝固浴的调制：通过添加缓冲溶液来调节凝固浴的PH为7.5-10；或者向凝固浴中加入氧化剂；

（3）成膜：将铸膜液在平板上流延成液膜，然后在凝固浴中浸泡1分钟-48小时，制成平板杂化分离膜；或者将铸膜液通过中空纤维膜纺丝机纺丝，然后在凝固浴中浸泡1分钟-48小时，制成中空纤维杂化分离膜；

（4）固化：将步骤（3）制得的杂化分离膜在保护液中浸泡30分钟-48小时，然后将其干燥。

3.根据权利要求2所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于将在步骤（3）制得的分离膜按照传统的表面聚合方法修饰一层聚酰胺层，然后按照步骤（4）的方法固化制得平板杂化纳滤膜、中空纤维杂化纳滤膜、平板杂化反渗透膜或中空纤维杂化反渗透膜。

4.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜或权利要求2 所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于所述的纳米材料按化学成分可分为金属纳米材料、无机非金属纳米材料、有机和高分子纳米材料和纳米复合材料；所述的金属材料包括但不限于Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi及其合金的纳米颗粒、纳米棒、纳米线或纳米溶胶；所述的无机非金属材料包括碳纳米管及各种表面修饰的碳纳米管、有机粘土如蒙脱土和累脱土等、石墨烯及石墨烯衍生物（如自由氧化石墨烯、硫化石墨烯、氢氧化石墨烯、碳酸化石墨烯、氮化石墨烯与磺酸化石墨烯所组成的族群）、沸石及修饰的沸石，纳米金刚石、硫化镉量子点、碲化镉量子点和纳米陶瓷材料，以及含有一种或多种选自如下组中的组分的金属化合物：Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、和Bi。

5.根据权利要求1所述的一种高性能杂化分离膜或权利要求2 所述的一种高性能杂化分离膜的制备方法，其特征在于所述的邻苯二酚类衍生物是一类含有二羟基苯基及其衍生物的有机分子，其分子通式为：

包括但不限于下列分子式：

其中R1,R2,R3,R4,R5相同或不同，各自独立地选自氢、或饱和的和不饱和的、直链和支链的、取代和未取代的C1-10 烃基，以及含有氨基、羧基、巯基、卤素、羟基、低级烷基、低级烷氧基、单环芳基、低级酰基以及它们的组合中的一种或多种基团的取代物；包括但不局限于多巴(DOPA)、多巴胺(dopamine)、3，4- 二羟基苯甲胺、3，4- 二羟基苯甲醛、3，4- 二羟基苯乙醛、3，4- 二羟基苯甲酸或3，4- 二羟基苯乙酸。