[发明专利]一种多酚-铁纳米薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种多酚‑铁纳米薄膜及其制备方法和应用。该方法包括：将多孔支撑膜浸入到多酚水溶液中，浸泡，加入亚铁盐水溶液，震荡共沉积，然后继续反应，清洗。该方法所使用的原料安全绿色、容易获得且价格低廉，反应过程在水相溶液中进行，避免使用了有机试剂，符合绿色化学需求；制备得到的薄膜不仅能筛分水溶液中的一价和多价离子，还能实现有机溶剂中染料分子的高效截留。

技术领域

本发明属于纳滤膜及其制备和应用领域，特别涉及一种多酚-铁纳米薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

多酚是一类重要的天然分子，广泛地存在于各种植物中。金属-多酚涂层是一种自组装超分子材料，由多酚单元和金属离子通过配位键形成交联网络结构。由于多酚和金属离子的可选择范围广泛，且多酚具有的普适粘附性使该类涂层能够粘附在几乎任何材料表面，因而金属-多酚涂层自出现以来便迅速成为了材料科学领域的研究热点。

目前，膜分离技术凭借其高效率、低能耗、无二次污染的优势得到了广泛应用和迅速发展，人们已将之成功应用于水体净化、海水脱盐、污水处理、物料浓缩等生产、生活中的多个领域。其中，纳滤凭借其优于超滤膜的分离性能与远低于反渗透膜的操作能耗，引起了各研究机构和膜材料生产企业的极大关注和研究兴趣。

界面聚合是目前常用来制备薄层复合纳滤膜的方法，通常是通过多元胺和多元酰氯在水相与有机相的界面处发生缩聚反应快速形成一层决定分离性能的选择性分离皮层，来实现薄层复合纳滤膜的制备。虽然该方法是目前最为成熟且广泛应用的复合纳滤膜制备方法，但依然存在诸多亟需解决的问题，如单体缩合反应速度过快而难以调控，使用大量有机试剂和毒性酰氯单体易造成环境污染等。

中国专利CN104984666A公开了一种金属多酚薄膜及其制备方法与应用。该方法通过多酚与多种金属盐溶液混合在多孔基膜上沉积制得金属-多酚薄膜，并将其应用于染料截留。该发明中的金属-多酚薄膜虽然能够发挥分离作用，但仅能对染料分子进行一定程度的截留，不能实现对不同价态盐离子的分离，且其渗透通量很低。此外，由于多酚与金属离子的配位速度极快，难以实现薄膜厚度和分离性能的精确调控。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多酚-铁纳米薄膜及其制备方法和应用，以克服现有技术中纳滤膜厚度和分离性能的难以调控的缺陷。

本发明提供一种多酚-铁纳米薄膜，将多孔支撑膜浸入到多酚水溶液中，浸泡，加入亚铁盐水溶液，震荡共沉积反应，然后继续反应得到。

所述多孔支撑膜为聚合物超滤膜，优选聚砜超滤膜、聚醚砜超滤膜、聚丙烯腈超滤膜、水解聚丙烯腈超滤膜、醋酸纤维素超滤膜中的一种，进一步优选聚丙烯腈超滤膜。

所述多酚为单宁酸、多巴胺、茶多酚、葡萄多酚、苹果多酚中的一种或几种，优选单宁酸。

所述亚铁盐为氯化亚铁、四水合氯化亚铁、硫酸亚铁、溴化亚铁、氟化亚铁、硫化亚铁、高氯酸亚铁中的一种或几种，优选四水合氯化亚铁。

本发明还提供一种多酚-铁纳米薄膜的制备方法，包括：

将多孔支撑膜浸入到多酚水溶液中，浸泡，加入亚铁盐水溶液，震荡共沉积反应，然后继续反应，清洗，得到多酚-铁纳米薄膜，其中多酚水溶液浓度为0.8～80mg/mL，亚铁盐水溶液浓度为4.9～98mg/mL，多酚与亚铁盐的摩尔比为1:1～1:100。

所述多孔支撑膜为去离子水清洗过的多孔支撑膜。

所述多酚水溶液是将多酚溶于超纯水中获得。

所述亚铁盐水溶液是将亚铁盐溶于超纯水中获得。

所述多酚水溶液浓度为8mg/mL。

所述亚铁盐水溶液浓度为9.8mg/mL。

所述浸泡时间为0～60分钟，且不为0，优选5分钟。