[发明专利]一种环糊精接枝纳米材料改性有机溶剂纳滤膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种环糊精接枝纳米材料改性复合有机溶剂纳滤膜及其制备方法，属于膜技术领域。其关键技术为：以水解改性的聚丙烯腈超滤膜为基膜；以胺类化合物和环糊精接枝纳米材料制备水相溶液并浇铸在基膜上，然后用含酰氯类化合物的有机相溶液浇铸，通过界面聚合反应制备复合（分离）层；最后通过真空干燥得到环糊精接枝纳米材料改性复合有机溶剂纳滤膜。本发明将环糊精接枝在无机纳米片上引入有机溶剂纳滤膜，发挥无机纳米材料和环糊精的综合优势，在膜内同时构建极性溶剂和非极性溶剂的传递通道；提高膜对溶质的截留率和溶剂的通量。该膜对极性溶剂（醇类和酯类等）、非极性溶剂（烷类和苯类）和混合溶剂的纳滤分离都适用。

主权项

1.一种环糊精接枝纳米材料改性复合有机溶剂纳滤膜，其特征在于，通过如下方法制备而成：（1）将聚丙烯腈超滤膜浸入浓度为0.3~2.5 mol﹒L‑1的氢氧化钠水溶液中，在30~80℃下浸没反应，随后取出并在去离子水中洗涤得到水解的聚丙烯腈超滤膜；（2）将环糊精接枝无机纳米材料加入去离子水中，在室温下超声处理至分散均匀；再加入胺类化合物，继续搅拌至均匀得到水相溶液，然后超声处理；其中胺类化合物加入量为溶液总重量的1%~5%；环糊精接枝无机纳米材料加入量为溶液总重量的0.05%~2%；（3）将步骤（2）水相溶液浇铸在水解处理后的聚丙烯腈超滤膜上，室温浸泡后移除水相溶液，室温干燥使膜面脱除水分；（4）将酰氯类化合物溶于正己烷得有机相溶液，其中酰氯类化合物加入量为溶液总重量的0.5%~3%；（5）将步骤（4）有机相溶液浇铸在步骤（3）所得的基膜上，室温下反应，反应结束后移除有机相溶液；（6）将复合了界面聚合层的基膜取出，置于真空恒温干燥箱中进行热处理，即得复合有机溶剂纳滤膜；所述的胺类化合物选自聚乙烯亚胺、间苯二胺、哌嗪和聚环氧氯丙烷胺的一种，或者其中两种化合物的混合物；所述的酰氯类化合物选自均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯的一种，或者其中两种化合物的混合物；所述环糊精接枝无机纳米材料选用环糊精接枝Ti3C2TX或环糊精接枝氧化石墨烯或其混合物，环糊精接枝Ti3C2TX通过如下方法制得：(a)首先把TiH2、Al和TiC粉末按1:1:1.2的摩尔比例在球磨机中进行混合；混合均匀后，放入管式高温烧结炉中加热；降至室温后研磨得到Ti3AlC2粉末；将Ti3AlC2粉末浸入HF溶液中搅拌；然后加入去离子水至pH值接近6，离心后取下层沉淀物，在真空干燥箱中干燥，得到多片层的Ti3C2Tx；加入二甲基亚砜搅拌，离心分离出沉淀物，加入去离子水；室温下超声，离心分离出上层清液，过滤后把滤饼放入真空干燥箱中，得到单片层Ti3C2TX；(b)分别配置浓度为0.50 mg mL‑1的Ti3C2TX水溶液和浓度为4mg mL‑1的环糊精水溶液，将Ti3C2TX水溶液和环糊精水溶液等体积比混合，然后加入水合肼溶液和氨水溶液，搅拌反应，将得到的溶液用微滤膜过滤，洗涤，放入烘箱中干燥得到Ti3C2TX‑环糊精粉末；采用Hummers方法将石墨粉剥离成单层得到氧化石墨烯（GO），GO接枝环糊精的方法与Ti3C2TX接枝环糊精方法相同。