【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，屬于納濾膜制備。
技術介紹
1、準確、快速的離子選擇性分離在環境、能源和資源相關應用中是必不可少的。在副產物回收、海水淡化、濕法冶金等應用中，不同的混合離子體系需要構建合適的工藝，才能有效地將目標離子種與雜質離子分離。納濾膜因其性價比高、環保、精度高等優點，已成為最有效的離子分離技術之一。基于尺寸排斥和多南效應的特殊分離機制，納濾膜對不同半徑和電荷的離子和有機物表現出超高的選擇性。盡管如此，由于水合半徑和相同凈電荷的微小差異，兩種相似離子的精確分離在技術上仍然具有挑戰性。有研究表明，不同相似離子的選擇性差異是基于脫水現象。根據這一理論，靠近膜孔隙的離子會暫時剝離并重新排列其周圍的水殼，以便更容易地適應孔隙。離子的脫水程度取決于離子的水化能。水化能越弱，離子越容易脫水。一般來說，脫水屏障的差異主要取決于膜的孔徑大小以及離子與膜通道的相互作用。為了提高相似離子的選擇性，實現超選擇性離子間分離，需要設計具有高度均勻通道的膜。
2、聚酰胺基納濾膜是通過界面聚合(interface?polymerization,?ip)在多孔支撐層上制備的，這是一種成熟且節能的制備技術。在典型的界面聚合過程中，水溶液中的胺單體擴散到有機相中，并在水/有機界面與酰基氯化物發生劇烈反應。一般來說，界面聚合過程是由胺類單體在反應區域的擴散控制的。在成膜過程中，隨著聚酰胺(聚酰胺)層的生長，反應區內單體的擴散阻力呈指數增長。胺類單體的擴散率和擴散通量的波動導致空間非均相聚合。此外
技術實現思路
1、本專利所要解決的技術問題是：在通過界面聚合方法制備納濾膜的過程中，由于反應速度快而導致的交聯度和孔徑分布不受控制，本專利通過分子封閉策略將目標單體封裝并釋放到環境中，提高了制備過程的可控性。
2、一種基于納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，包括如下步驟：
3、步驟一：制備納米膠囊：將含有二碳酸二叔丁酯的溶液緩慢加入至含有聚乙烯亞胺的溶液中，攪拌，得到乳白色分散體；經過離心、洗滌并干燥得到納米膠囊；
4、步驟二：制備分子封裝的超選擇性納濾膜：將納米膠囊溶解在共溶劑中，將基膜浸入納米納米膠囊溶液中，然后去除膜表面多余的溶液和氣泡；再將含有哌嗪類單體的水相溶液施加于基膜的表面，再擦掉膜表面上的殘留溶液；再將基膜上施加含有酰氯類單體的油相溶液，進行界面聚合反應，得到納濾膜。
5、聚乙烯亞胺的分子量范圍1200-2500?da；聚乙烯亞胺和二碳酸二叔丁酯的摩爾比范圍是1：0.01-0.04。
6、攪拌時間為6-10?h；離心速率為8000-12000?rpm。
7、所述的基膜的材質選自聚酰亞胺、聚醚砜、聚砜、聚酮亞胺、聚氨酯、聚電解質、纖維素類、聚酰胺類、芳香酯類、陶瓷膜、金屬膜、聚偏氟乙烯、聚酞胺、鈦氧化、二氧化硅、氧化鋁或者氧化鋯。
8、所述的哌嗪類單體選自哌嗪、哌嗪-2-羧酸、1-(叔丁氧羰基)哌嗪、3,5-雙(丙烯酰氨基)哌嗪或者3-巰基哌嗪。
9、所述的酰氯類單體選自均苯三甲酰氯、對苯二甲酰氯、2,2',4,4'-聯苯四酰氯或者5-(二氯磷酰基)間苯二甲酰氯。
10、基膜采用非溶劑誘導相轉化法制備的聚酰亞胺基膜。
11、所述步驟二中，納米膠囊濃度為0.05-1wt%。
12、共溶劑是8-12?wt%的三乙醇胺水溶液，哌嗪類單體的水相溶液的濃度為0.015-0.02wt%，接觸時間是1-5min。
13、含有酰氯類單體的油相溶液的濃度為0.05-0.15?wt%，接觸時間是10-20s。
14、一種納濾膜，是上述的制備方法制備得到。
15、上述的納濾膜在液體過濾中的應用。
16、所述的液體過濾包括對mg2+和li+的分離，或者對ac-和cl-的分離。
17、有益效果
18、本專利技術在聚酰亞胺襯底上預壓納米膠囊可以顯著改善襯底結構不均勻對選擇層的影響，有利于無缺陷納米膜的制備。本專利技術中，釋放的胺與酰基氯反應產生足夠的鹽酸，能夠進一步地促進的納米膠囊分解和胺釋放。界面聚合中產生的鹽酸的多少會控制納米膠囊的崩解和胺的釋放，從而提高胺參與反應。胺的有序釋放可以增強擴散過程的均勻性，并構建膜表面結構和均勻的孔徑分布，膜表現出可調的結構特性和混合一價鹽的精確分離效率。
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1.一種基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，聚乙烯亞胺的分子量范圍1200-2500；聚乙烯亞胺和二碳酸二叔丁酯的摩爾比范圍是1：0.01-0.04；攪拌時間為6-10?h；離心速率為8000-12000?rpm。
3.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，所述的基膜的材質選自聚酰亞胺、聚醚砜、聚砜、聚酮亞胺、聚氨酯、聚電解質、纖維素類、聚酰胺類、芳香酯類、陶瓷膜、金屬膜、聚偏氟乙烯、聚酞胺、鈦氧化、二氧化硅、氧化鋁或者氧化鋯；
4.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，基膜采用非溶劑誘導相轉化法制備的聚酰亞胺基膜。
5.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，所述步驟二中，納米膠囊濃度為0.05-1wt%。
6.根據權利要求1所述的基于納米膠囊自
7.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，含有酰氯類單體的油相溶液的濃度為0.05-0.15?wt%，接觸時間是10-20s。
8.一種納濾膜，其特征在于，是根據權利要求1-7任一項所述的制備方法制備得到。
9.權利要求8所述的納濾膜在液體過濾中的應用。
10.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述的液體過濾包括對Mg2+和Li+的分離，或者對Ac-和Cl-的分離。
...【技術特征摘要】
1.一種基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，聚乙烯亞胺的分子量范圍1200-2500；聚乙烯亞胺和二碳酸二叔丁酯的摩爾比范圍是1：0.01-0.04；攪拌時間為6-10?h；離心速率為8000-12000?rpm。
3.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，所述的基膜的材質選自聚酰亞胺、聚醚砜、聚砜、聚酮亞胺、聚氨酯、聚電解質、纖維素類、聚酰胺類、芳香酯類、陶瓷膜、金屬膜、聚偏氟乙烯、聚酞胺、鈦氧化、二氧化硅、氧化鋁或者氧化鋯；
4.根據權利要求1所述的基于分子封裝納米膠囊自催化的界面聚合制備納濾膜的方法，其特征在于，基膜采用非溶劑誘導相轉化法制備的聚酰亞胺基膜。
5.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫世鵬，王悅，徐志軍，郁凱，曹雪麗，劉美玲，
申請(專利權)人：蔚華膜科技昆山有限公司，
類型：發明
國別省市：
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