[发明专利]一种含改性勃姆石多功能膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种含改性勃姆石多功能膜的制备方法，属于复合材料领域。该制备方法包括以下步骤：先用含有双键的有机酸对勃姆石进行酯化，得到含双键的酯化勃姆石；然后将酯化勃姆石、聚合物、致孔剂与溶剂配制膜液，采用相转化法制膜；最后将膜浸泡在含引发剂、单体、少量交联剂的水中，在氮气保护下进行接枝聚合，得到含改性勃姆石的多功能膜；该膜具有亲水性好、渗透通量大、耐污染性好的特点，能通过pH值调节膜的孔径大小，能通过离子交换或络合作用快速吸附水体中的金属阳离子、阳离子表面活性剂或阳离子染料等，也可以通过电荷排斥与尺寸排斥作用截留水中的阴离子、阴离子表面活性剂和阴离子染料等。

技术领域

本发明涉及到复合材料领域，具体涉及到一种含改性勃姆石多功能膜的制备方法。

背景技术

勃姆石(γ-Al00H)含有大量的羟基，亲水性好，具有一定吸附能力，可以直接用于制备膜和膜的改性。如用勃姆石可以制备微滤膜(专利：一种复合陶瓷微滤膜的制备方法，一种环保型陶瓷微滤膜的制备方法等)；如孙飞云将聚偏氟乙烯超滤膜投入纳米纤维勃姆石溶液中浸泡，得到亲水性强、膜通量高、抗污染能力强的改性PVDF超滤膜(专利：一种改性超滤膜及其制备方法)；又如纪惟惟用勃姆石制备吸附膜。

勃姆石的酯化反应可以用于材料的改性，如梁宇通过5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫醇中巯基的活性与氯乙酸反应，制备端基为羧酸基团的缓蚀剂，然后通过酯化反应将缓蚀剂与勃姆石中的羟基键合，接枝到勃姆石的表面，制得pH敏感释放型缓蚀防锈填料；如陈维维通过直接共混法制备了甲基丙烯酸(MAA)原位改性橡胶(SBR)/勃姆石(BM)纳米复合材料，MAA在加工的过程中可以通过酯化反应和配位反应接枝到BM表面,并通过双烯加成反应接枝到SBR分子链上面，提高 BM在橡胶SBR中的分散,增强SBR和BM之间的强相互作用，从而大幅改善复合材料的力学性能和界面结合。

含羧基与磺酸基的聚合物如聚丙烯酸(钠)、聚苯乙烯磺酸钠亲水性好可用于膜的亲水改性，有采用接枝法制备改性膜，如袁高明以非对称氧化铝为支撑体，铝酸酯偶联剂，接枝聚丙烯酸(PAA)制备亲水性PAA—Al₂O₃复合膜；平郑骅等以 Al₂O₃为底层，采用正硅酸乙酯(TEOS)气相沉积法，引入活性SiO₂层，再以硅烷偶联剂为过渡层，接枝聚丙烯酸(PAA)的方式制备亲水性的高分子-陶瓷复合膜，用于分离水-醇混合物；也有采用组装法制备改性超滤膜(CN101053779A，一种亲水性低截留分子量复合超滤膜制备方法)；含羧基与磺酸基的聚合物也可以用于制备吸附膜，如采用共混法制备吸附膜(专利,201610941576.7,一种含聚苯乙烯磺酸钠的吸附超滤膜)。采用共混和组装法制备膜时，含羧基与磺酸基的聚合物因为水溶性强，在使用过程中存在着溶于水而不断流失的风险。

勃姆石对阳离子吸附能力弱、不溶于水；而含羧基、磺酸基的聚合物如聚丙烯酸、聚苯磺酸钠等对水体中阳离子离子染料、阳离子表面活性和金属离子有很强的吸附能力，但他们亲水性好、溶于水。为了克服两者的缺点，通过勃姆石的酯化、共混、接枝的方法制备含有带大量羧基、磺酸基的聚合物改性勃姆石微粒的过滤膜，这种膜不仅耐污染性能好、膜的孔径大小利用酸碱度可以调节，且在过滤性能不变的情况下，还有吸附作用，能够去除水体中的有害阳离子物质，也可利用带负电荷去除部分阴离子。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术提出的问题，设计出的一种改性勃姆石多功能膜的制备方法，该方法将勃姆石与含双键有机酸反应得到含双键酯化勃姆石，然后将酯化勃姆石、聚合物、致孔剂与溶剂配制膜液，采用相转化法制膜；最后将膜浸泡在含引发剂、单体、少量交联剂的水中，在氮气保护下进行接枝聚合，得到含改性勃姆石的多功能膜；该膜具有亲水性好、渗透通量大、耐污染性好的特点，能通过pH值调节膜的孔径大小，能通过离子交换或络合作用快速吸附水体中的金属阳离子、阳离子表面活性剂或阳离子染料等，也可以通过电荷排斥与尺寸排斥作用截留水中的阴离子、阴离子表面活性剂和阴离子染料等。