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1、一种荷正电有机-无机杂化膜的制备方法，其特征在于将多官能基烷氧基硅烷与含酯基或环氧侧基或端基的高分子化合物进行胺解、醇解或开环反应，然后对生成物进行季铵化反应，得到荷正电溶胶-凝胶反应前体；将该前体进行溶胶-凝胶反应，即得到荷正电有机-无机杂化膜；所述多官能基烷氧基硅烷，其化学式可表示为[XR1YR2]4-pSiY″p或N，N′-双(β-羟乙基)γ-氨丙基三乙氧基硅烷，其中X和Y分别为伯胺和仲胺基团；R1和R2为含1-10个碳的烷基或芳基；Y″为1-5个碳的烷氧基团；p的值为1-3；所述含酯基侧基或端基的高分子化合物包括聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯或它们之中两者的共聚物、或甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物或甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物；所述含环氧侧基或端基的高分子化合物包括双酚S型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、酚醛环氧树脂或四酚基乙烷环氧树脂；所述胺解反应是指在惰性气体保护下，40-80℃，多官能基烷氧基硅烷[X R1Y R2]4-pSiY″p与含有酯基侧基或端基的高分子化合物溶液搅拌反应至所需的交联度；其中硅烷和以酯基计算的高分子化合物的摩尔比为1-20∶1；沉淀洗涤除去未反应的烷氧基硅烷，干燥即得胺解反应产物；所述醇解反应是指在惰性气体保护下，40-80℃，多官能基烷氧基硅烷N，N′-双(β-羟乙基)γ-氨丙基三乙氧基硅烷与含有酯基侧基或端基的高分子化合物溶液搅拌反应至所需的交联度；其中硅烷和以酯基计算的高分子化合物的摩尔比为1-20∶1；沉淀洗涤除去未反应的烷氧基硅烷，干燥即得醇解反应产物；所述开环反应是指在惰性气体保护下，40-100℃，痕量三苯膦的催化下，多官能基烷氧基硅烷[X R1Y R2]4-pSiY″p与含有环氧侧基或端基高分子化合物溶液搅拌反应至所需的交联度；其中硅烷和以环氧计算的高分子化合物的摩尔比为1-20∶1；沉淀洗涤除去未反应的烷氧基硅烷，干燥即得开环反应产物；所述季铵化反应，是指将上述胺解，醇解或开环反应产物溶解在溶剂中，加入过量卤代烃，回流反应4-36小时，减压蒸馏除去未反应的卤代烃和生成的副产物即得荷正电溶胶-凝胶反应前体；卤代烃包括溴乙烷、氯乙烷、1，2-二溴乙烷、1，2-二氯乙烷或它们的混合物；所述溶胶-凝胶反应是指将上述荷正电溶胶-凝胶反应前体溶于溶剂中，加入水、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯、催化剂，在40-80℃搅拌反应，得到溶胶；各组份合适的摩尔比为，以硅含量计算的前体∶溶剂∶水∶正硅酸甲酯或正硅酸乙酯∶催化剂＝1∶5-15∶1-10∶0-5∶0.001-0.01；将所得的溶胶在基体上涂膜；膜片在室温、相对湿度为60-90％的环境下干燥至形成均匀稳定的凝胶层；再从室温以5-20℃/小时的速度升温到80-200℃，常压或减压条件下保温1-12小时，即得到荷正电有机-无机杂化膜；所述催化剂包括盐酸、硫酸、三氟乙酸、氢氧化钠、氯化铵或氟化铵；所述基体包括无机或有机基体，无机基体包括Al2O3多孔陶瓷、Al2O3微滤膜、Al2O3超滤膜或玻璃板；有机基体包括聚乙烯膜、聚四氟乙烯板、涤纶布、锦纶布、玻璃纤维布、尼龙布或无纺布。 |
