[发明专利]一种聚酰胺纳米复合膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚酰胺纳米复合膜的制备方法，其特征在于：将含孔径为0.5 nm-50 nm纳米多孔材料和多元胺的水相分散液和含多元酰氯的油相溶液在经处理的基膜表面，利用水相分散液中纳米多孔材料对多元胺的吸-脱附特性使其通过界面聚合形成聚酰胺纳米复合膜；所述纳米多孔材料为介孔碳、金属有机框架材料、分子筛中的一种或几种；所述金属有机框架材料含有功能基团，功能基团为-NH₂，-COOH，-SO₃H中的一种或几种；

纳米多孔材料的孔道大小与多元胺分子尺寸的匹配性，纳米多孔材料结构的功能基团与多元胺之间的相互作用，调节纳米多孔材料对多元胺的吸-脱附特性，从而控制多元胺的扩散速率，使其与油相溶液通过界面聚合进行反应,形成表面结构有效调控的复合膜；

多元胺的分子尺寸为0.3nm- 2.5nm；

所述纳米多孔材料的孔径大小与多元胺分子尺寸大小的比例范围为1:1-20:1；

所述水相分散液为将纳米多孔材料在水中超声分散，分散均匀后向水分散液中依次加入多元胺、无机碱和表面活性剂，超声混合得到水相分散液；其中，水相分散液中纳米多孔材料终浓度为0.0005 wt%- 0.2wt%；多元胺终浓度为1 wt%-4 wt%；无机碱终浓度为0 wt%-0.5 wt%；表面活性剂终浓度为0.02 wt%-0.2 wt%；

按所述方法制备表面结构可控的聚酰胺纳米复合膜；其中，表面结构为结节结构、规则纳米图灵结构、褶皱结构、波峰-波谷结构。

2.按权利要求1所述的聚酰胺纳米复合膜的制备方法，其特征在于：所述向水分散液中依次加入多元胺、无机碱和表面活性剂，每加入一种物质后通过超声分散后再加入另一种物质。

3.按权利要求1所述的聚酰胺纳米复合膜的制备方法，其特征在于：所述多元胺为三亚乙基四胺、3,3'-二氨基联苯胺、3,3'-二氨基二丙胺、二乙烯三胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或几种；

所述无机碱为Na₂CO₃、K₂CO₃或MgCO₃；

所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚或α-烯基磺酸钠。

4.按权利要求1所述的聚酰胺纳米复合膜的制备方法，其特征在于：所述油相溶液为将多元酰氯加入有机溶剂中超声溶解，得到油相溶液；其中，多元酰氯在有机溶剂中的质量浓度为0.1-1 wt%。

5.按权利要求4所述的聚酰胺纳米复合膜的制备方法，其特征在于：所述多元酰氯为均苯三甲酰氯、间苯三甲酰氯、环己烷三酰氯、环戊烷三酰氯中的一种或几种；所述有机溶剂为正己烷、正庚烷、十二烷、甲苯中的一种。

6.一种权利要求1制备方法制备的所述聚酰胺纳米复合膜，其特征在于：按权利要求1所述制备方法制备表面结构可控的聚酰胺纳米复合膜。

7.一种权利要求6所述的聚酰胺纳米复合膜的应用，其特征在于：所述复合膜在海水淡化及沼气纯化中的应用。