[发明专利]一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜及其制备方法

权利要求书

1.一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜，其特征是该过滤膜以海藻酸钠为成膜基材，以微纳米无机粒子为增强剂和扩孔剂，以水溶性化合物为致孔剂，经过离子交联剂交联，洗脱致孔剂后得到的有机无机复合水凝胶膜具有比纯离子交联海藻酸盐水凝胶膜更好的稳定性和机械性能。

2.一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜，其特征是利用微纳米无机粒子增强海藻酸盐水凝胶的机械性能尤其是抗压能力，减小膜在压力下的变形，尽量保持孔的结构，同时利用无机粒子之间以及无机粒子与海藻酸盐水凝胶之间的空隙起到扩孔作用，从而显著提高膜的通量；通过改变微纳米无机粒子的种类，粒径大小和加入量以及离子交联剂的种类及浓度调节膜的机械强度和膜孔大小。

3.一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜，其特征是该复合水凝胶过滤膜制备工艺简单，成本低，只用水做溶剂，无有机废液产生，得到的水凝胶平板膜可耐0.1-0.6MPa的压力，且经过柠檬酸钠溶液浸泡处理后海藻酸盐水凝胶溶解，经简单的沉淀分离可回收昂贵的微纳米无机粒子；膜使用完后直接遗弃能被微生物完全降解，不会造成环境危害。

4.一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜的制备方法，其特征是包括以下步骤：

a)称取1-5g海藻酸钠，海藻酸钠质量百分比1％-100％的致孔剂，海藻酸钠质量百分比0.01-100％的微纳米无机粒子，一起倒入去离子水中，搅拌溶解，超声分散均匀，放置于4℃-30℃的密闭容器中静置消泡后得到铸膜液；

b)配制金属离子质量百分比为0.01％-10％的金属盐水溶液，作为离子交联剂：

c)将步骤a)得到的铸膜液倒入干燥清洁的玻璃片上，用刮膜棒刮出厚度为20-2000μm的均匀的膜，真空脱气泡，连同玻璃片一起浸泡到步骤b)得到的离子交联剂溶液中，反应0.1-24h，得到含致孔剂的离子交联的有机无机复合水凝胶膜；

d)将步骤c)得到的含致孔剂的离子交联的有机无机复合水凝胶膜在4℃-90℃下用去离子水震荡洗脱8-48h，除去致孔剂和未反应的离子交联剂，得到海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜。

5.如权利要求4所述的一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜的制备方法，其特征是所述的金属盐水溶液为氯化锌、氯化钡、氯化铁、氯化铝、氯化钙、硫酸铜、硝酸钙水溶液中的任意一种或两种以上混合物。

6.如权利要求4所述的一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜的制备方法，其特征是所述的微纳米无机粒子为SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、Fe₃O₄、ZnO、CuO、粘土、碳纳米管、石墨烯、碳酸钙中的一种或两种以上混合物，无机粒子的粒径在5nm-150μm之间。

7.如权利要求4所述的一种海藻酸盐基有机无机复合水凝胶过滤膜的制备方法，其特征是所述的致孔剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、尿素、聚乙烯醇、聚氧乙烯醚、明胶、水溶性淀粉中的任意一种或两种以上混合物，致孔剂分子量在60-100000之间。