[发明专利]具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）制备聚合物纺丝溶液的配制

将二嵌段共聚物溶于溶剂中，在40~60℃温度范围内，搅拌6~24小时，将聚合物完全溶解，得到质量分数15%~35%聚合物纺丝溶液；其中，所述二嵌段聚合物采用苯乙烯基-丙烯酸酯类共聚物；

（2）制备纤维膜

将步骤（1）所得聚合物纺丝溶液利用电纺丝装置，制备成完整的纤维膜，备用；

（3）纤维膜的表面功能化

将纤维膜依次分别置于多氨溶液和多醛溶液中，分别在20~60℃温度下恒温反应2-24h；反应完毕后，得到表面带有功能基团的功能化纤维膜；

（4）纤维膜保护层的形成

将表面功能化的纤维膜置于带胺基团的水溶性聚合物溶液中，在20~60℃温度下恒温反应2-24h；反应完毕后，得到表面带保护层的功能化纤维膜；

（5）超交联反应制备多孔纤维膜

将步骤（4）所得表面带保护层的功能化纤维膜浸入反应溶剂二氯乙烷中，加入外交联剂和催化剂，然后在氮气保护下，于60~90℃温度恒温回流反应2-48h；反应完毕，得到具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜。

2.根据权利要求1所述的一种具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜的制备方法，其特征在于步骤（1）中的溶剂为二甲基甲酰胺溶剂、二氯乙烷、四氢呋喃、氯仿中的一种或几种按任意比例的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜的制备方法，其特征在于所述二嵌段聚合物的合成方法，主要步骤如下：

a）丙烯酸酯类单体、低价过渡金属卤化物与配体混合于溶剂中，低价过渡金属卤化物与配体形成催化剂，再加入引发剂，然后在保护气氛下于40~80℃下反应6~48h；反应结束后，提纯得到白色粉末，即为二嵌段大分子引发剂；

b）将苯乙烯基的单体、低价过渡金属卤化物与配体混合于溶剂中，低价过渡金属卤化物与配体形成催化剂，再加入二嵌段大分子引发剂，然后在保护气氛下于80~110℃下反应6~48h；反应结束后，提纯得到白色粉末，即为二嵌段聚合物。

4.根据权利要求3所述的一种具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜的制备方法，其特征在于步骤a）中，丙烯酸酯类单体包括丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种的混合物，低价过渡金属卤化物为溴化亚铜或碘化亚铜中的一种或几种的混合物；引发剂为2-溴异丁酸乙酯或其它卤代烷，苄基卤化物中的一种或几种的混合物；步骤b）中，苯乙烯基的单体选自苯乙烯，二乙烯基苯，卤代苯乙烯中的一种或几种的混合物；步骤a）、b）中，溶剂均为N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的一种或几种的混合物，配体均为N,N, N′, N″, N″-五甲基二乙烯三胺、三(2-二甲氨基乙基)胺中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求3所述的一种具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜的制备方法，其特征在于步骤a）中，丙烯酸酯类单体与配体的质量比范围为（200~280）：1，引发剂用量与单体质量比1：（180~220），低价过渡金属卤化物用量与单体质量比为1：（250~300）；步骤b）中，苯乙烯基的单体与配体的质量比范围为（530~580）：1，大分子引发剂的量分别为苯乙烯基的单体的质量比（1~1.5）:1。

6.根据权利要求1所述的一种具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜的制备方法，其特征在于步骤（2）中，纺丝各个参数设置如下：纺丝正电压5~20kv，负电压-1~-3kv，挤出速率0.1~1mm/min，接收距离10~30cm，接收速率50~200r/min，平移速率50~200mm/min，平移距离50~200mm，纺丝时间1~6h。

7.根据权利要求1所述的一种具有微孔/介孔结构的纳米多孔纤维膜的制备方法，其特征在于步骤（3）中，多胺溶液的质量分数2%~20%，以水为溶剂，以乙二胺、己二胺、对苯二胺中的一种或几种为溶质；多醛溶液的质量分数2%~20%，以水为溶剂，以戊二醛、乙二醛、甲基乙二醛中的一种或几种为溶质。