纳米材料掺杂聚合物膜的制备方法

摘要

纳米材料掺杂聚合物膜的制备方法，本发明涉及聚合物膜的制备方法，本发明是要解决现有的方法制备的纳米材料掺杂聚合物膜中纳米材料分散不均匀，易脱落，且需要额外致孔剂的技术问题。方法：将纳米材料亲水有机化处理后，分散到有机溶剂中，得到悬浮液，再将聚合物加入到悬浮液中，密封后，加热搅拌，得到铸膜液；铸膜液在平板上流延成液膜后浸入凝固浴中进行溶剂与非溶剂交换，实现相转化过程，当凝固膜从平板上脱落后，浸泡在去离子水中，得到纳米材料掺杂聚合物膜。本发明的纳米材料掺杂聚合物膜可制备成微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、正向渗透膜，制成平板膜、管式膜或中空纤维膜及其相应膜组件，用于水处理与化工分离领域。

主权项

纳米材料掺杂聚合物膜的制备方法，其特征在于纳米材料掺杂聚合物膜的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取0.1%～20%的亲水有机化纳米材料、5%～30%的聚合物、50%～94.9%的有机溶剂；二、将步骤一称取的亲水有机化纳米材料加入到有机溶剂中超声分散，其中超声分散的功率为50w～1000w，超声分散时间为0.1h～10h，得到纳米材料悬浮液；三、将步骤一称取的聚合物加入到步骤二得到的纳米材料悬浮液中，密封后，加热至25℃～80℃并搅拌1h～48h，然后再静置脱泡2h～48h，得到铸膜液；四、将步骤三制备的铸膜液在平板上流延成液膜后浸入凝固浴中进行溶剂与非溶剂交换，实现相转化过程，当得到的凝固膜从平板上脱落后，将其浸泡在去离子水中3～4天，得到纳米材料掺杂聚合物膜；其中步骤一中的亲水有机化纳米材料的制备方法按以下步骤进行：a、按纳米材料的质量百分比浓度为0.5%～10%将纳米材料分散于水中，磁力搅拌1h～72h，得到悬浮液；b、按质量百分比称取0.5%～15%硅烷偶联剂、10%～50%乙酸和20%～60%超纯水并混合均匀，得到硅烷偶联剂酸性溶液；其中硅烷偶联剂为氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基氨基丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或其中两种按任意比混合；c、按硅烷偶联剂酸性溶液与悬浮液的体积比为（0.1～10）：1，称取步骤b制备的硅烷偶联剂酸性溶液与步骤a制备的悬浮液，然后将硅烷偶联剂酸性溶液逐滴滴入到悬浮液中，置于25℃～180℃油浴中搅拌0.1h～12h，将得到的粘稠产物经真空过滤、洗涤、干燥后得到包覆硅烷偶联剂的纳米材料；d、按包覆硅烷偶联剂的纳米材料的质量百分比浓度为0.5%～10%，将步骤c得到的包覆硅烷偶联剂的纳米材料分散于质量百分比浓度为10%～80%的乙烯基吡咯烷酮水溶液中，然后置于25℃～180℃油浴中，通入氮气保护，再加入引发剂，反应0.1h～12h，将反应产物经真空过滤出来后，经乙醇清洗、纯水清洗、真空干燥，得到亲水有机化纳米材料；其中步骤d中所述的引发剂为双氧水、偶氮二异丁腈、氨水中的一种或两种按任意比混合，引发剂的质量为乙烯基吡咯烷酮质量的0.5%～10%；所述纳米材料为二氧化硅、二氧化钛、酸化碳纳米管或粘土。