[发明专利]一种基于配位作用的原位自组装有机/无机杂化膜制备方法

摘要

一种基于配位作用的原位自组装有机/无机杂化膜制备方法，属于膜分离技术领域。将有机多孔膜进行预处理，使其表面荷电；将金属离子、有机配体和聚合物分别溶解在溶剂中，配成制膜液，静置脱泡；依次在有机多孔膜表面交替动态过滤或静态沉积制膜液一段时间，使金属离子和有机配体在聚电解质存在的条件下，通过层层自组装的方法在膜的表面生成杂化粒子，形成分散性均匀、负载量高、可以实现分子层面杂化的超薄分离层。本发明提供了一种新的有机/无机杂化膜的制备方法。通过该种方法制备的纳滤膜具有截留率高，通量大等特点，可以广泛应用在水处理领域。

主权项

一种基于配位作用的原位自组装有机/无机杂化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将聚电解质、金属离子以及有机配体分别溶解在溶剂中，配制成聚电解质溶液、金属离子溶液和有机配体溶液，静置脱泡；（2）对有机多孔膜进行预处理，使其表面荷负电以便和金属离子反应，或荷正电以便和有机配体反应；（3）将金属离子溶液和聚电解质溶液混合形成金属离子‑聚电解质混合液；有机配体溶液和聚电解质溶液混合形成有机配体‑聚电解质混合液；（4）将步骤（3）混合液在0～220℃的温度以及0～1.0MPa压力或‑0.02～‑0.09MPa的负压作用下在有机多孔膜表面静态沉积或动态过滤5s～36000s，使金属离子和聚电解质结合在荷负电的有机多孔膜的外层和孔内，或者使机配体和聚电解质结合在荷正电的有机多孔膜的外层和孔内；（5）将步骤（4）有机多孔膜用去离子水漂洗干净，在30～100℃范围内烘干；（6）将步骤（3）有机配体‑聚电解质混合液在0～220℃的温度以及0～1.0MPa压力或‑0.02～‑0.09MPa的负压作用下，在结合有金属离子和聚电解质的有机多孔膜表面静态沉积或动态过滤5s～36000s，或将步骤（3）金属离子‑聚电解质混合液在0～220℃的温度以及0～1.0MPa压力或‑0.02～‑0.09MPa的负压作用下，在结合有有机配体和聚电解质的有机多孔膜表面静态沉积或动态过滤5s～36000s，使有机配体与金属离子发生配位作用生成有机金属骨架化合物（MOF）晶体，同时聚电解质也在静电力以及化学作用力的推动下结合在膜表面，与MOF晶体共同形成均匀的分离层；（7）将有机多孔膜用去离子水漂洗干净，在30～100℃范围内晾干或烘干；（8）重复（6）～（7）步骤0～100次，在有机多孔膜上实现多层复合膜的组装。