[发明专利]一种强亲水性聚偏氟乙烯复合介孔膜及其制备方法和应用

摘要

本发明公开一种强亲水性聚偏氟乙烯复合介孔膜及其制备方法和应用，属膜材料领域。即在聚偏氟乙烯膜中组装三维网状介孔材料二氧化硅，形成复合介孔膜。其制备方法即主要利用微波合成的方法将无机介孔材料组装在聚偏氟乙烯膜内的孔洞中制得复合介孔膜，再利用萃取洗脱的方式除去该复合膜中介孔材料内的表面活性剂，从而得到聚偏氟乙烯复合介孔膜。本发明的制备方法，具有速率快、耗时少，因而能耗低、效率高的特点。另外，该亲水性聚偏氟乙烯复合介孔膜因其强亲水性和介孔结构的有序性以及孔径的纳米尺寸效应，可将其应用于水溶液中生物分子的吸附包埋、分离和浓缩等领域。

主权项

一种强亲水性聚偏氟乙烯复合介孔膜的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：(1)前驱液的制备将原料无水乙醇，HCl和去离子水按照摩尔比0.31∶1.2×10-3∶0.11投料混合均匀后置于三颈烧瓶中，然后，在缓慢搅拌状态下形成混合液，其中HCl用浓度为12mol/L的盐酸溶液配制；往上述混合液中添加1.7×10-4mol非离子型表面活性剂表面活性剂EO20PO70EO20(P123)，直至P123全部溶解，并将盛有该混合溶液的三颈烧瓶置于油浴中，在60℃的温度下，缓慢搅拌反应1h后，再逐渐滴加0.10mol的正硅酸乙酯，并且在60℃的油浴温度下搅拌老化12h，然后冷却至室温25℃即得到含P123的前驱液；(2)微波法、无机介孔材料组装取制备步骤(1)获得的含有P123的前驱液盛于一个或多个小微波盒中，每个小微波盒内前驱液体积为3-6ml，然后每一小微波盒内的前驱液中分别放置一张聚偏氟乙烯膜，并且该一个或多个小微波盒不加盖，将上述盛有膜和前驱液的微波盒置于另一空的、直径和体积更大的微波盒中，并盖上与直径和体积更大的微波盒配套的盒盖；接着将其置于微波辅助合成/萃取反应仪的微波反应室内，在200～800W微波功率的作用下，控制反应温度为40℃～100℃，微波反应10～30分钟，等到不加盖的小微波盒内前驱液完全挥发后，即得一张或者多张含有表面活性剂P123的聚偏氟乙烯复合介孔膜；所述的聚偏氟乙烯膜直径50mm，孔直径220nm；所述的微波盒为聚丙烯材料；(3)膜内表面活性剂的洗脱将步骤(2)制备的含有表面活性剂P123的聚偏氟乙烯复合介孔膜置于质量百分比浓度37.5％的浓盐酸和无水乙醇按体积比为1∶5所组成的混合溶液中，在60～80℃恒温油浴下，浸泡2～3h以萃取洗脱膜内的表面活性剂P123，后分别用去离子水和95％乙醇洗涤3次，最后将聚偏氟乙烯复合介孔膜置于60℃烘箱中干燥3h后，即得本发明的聚偏氟乙烯复合介孔膜。