CN112791606A - 一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法 - Google Patents
一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112791606A CN112791606A CN201911112928.8A CN201911112928A CN112791606A CN 112791606 A CN112791606 A CN 112791606A CN 201911112928 A CN201911112928 A CN 201911112928A CN 112791606 A CN112791606 A CN 112791606A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- halloysite nanotube
- mixed matrix
- modified
- matrix membrane
- polyether copolyamide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N aluminum;trihydroxy(trihydroxysilyloxy)silane;hydrate Chemical class O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O[Si](O)(O)O HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 82
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 title claims abstract description 33
- 239000004941 mixed matrix membrane Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 22
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 10
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 10
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 10
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000012445 acidic reagent Substances 0.000 claims description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 2
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 abstract description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 7
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- -1 dopamine modified halloysite Chemical class 0.000 description 2
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229920006112 polar polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000001926 trapping method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/14—Dynamic membranes
- B01D69/141—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes
- B01D69/148—Organic/inorganic mixed matrix membranes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法，属于膜分离技术领域。其特征是以聚醚共聚酰胺为聚合物基底，埃洛石纳米管为无机填料；先对埃洛石纳米管进行表面蚀刻，再对蚀刻后的埃洛石纳米管进行表面包覆改性。将改性后的埃洛石纳米管与聚醚共聚酰胺共混制备混合基质膜。本发明制备过程简单易操作，制备得到的混合基质膜应用于CO2/N2气体分离，具有良好的分离性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法，属于膜分离技术领域。
背景技术
CO2被广泛认为是温室效应的主要温室气体。为了实现CO2的减排，大力开发和利用CO2捕集与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)技术成为一种有广阔前景的解决方案之一。CO2捕集方法包括吸收法、吸附法和膜分离法等。其中，膜分离法作为一种新兴的分离技术，具有过程简单、污染小的显著优势，已经成为重要的碳捕集技术之一。
膜材料是决定混合气体分离效果的关键，包括有机材料和无机材料。有机材料制备的有机膜价格低廉易制备，但其渗透性和选择性会相互制约；无机材料制备的无机膜耐腐蚀、耐高温，但其力学性能差，难以大规模制备。混合基质膜是指无机组分以物理镶嵌的方式分布在聚合物膜的基体与表面的一类有机-无机复合膜，一方面可以将聚合物材料优异的稳定性和无机材料优异的CO2分离性能结合起来，另一方面还可以避免纯有机膜和纯无机膜的缺点，为实现高效气体分离提供了可能的技术突破。
Pebax1657是一种聚醚嵌段共聚酰胺聚合物。聚醚段为聚氧化乙烯(PEO)，可以提供高气体渗透性；聚酰胺段为尼龙6(PA6)，可以提供机械强度。Pebax1657也是一种橡胶态聚合物，与玻璃态聚合物(聚砜、聚酰亚胺等)相比，Pebax1657含有醚氧基团，对CO2的亲和性较好，因此具有更高的气体渗透性和柔韧性，且膜制备过程简单，被广泛用于气体分离膜的制备。
目前应用较多的无机材料包括分子筛、金属有机骨架(MOFs)、二氧化硅或二氧化钛等纳米颗粒、碳纳米管(CNTs)等。埃洛石纳米管(HNTs)是一种硅铝酸盐矿物，与上述无机材料相比，HNTs具有以下优点：①表面含有羟基，与极性聚合物相容性较好；②HNTs为管状结构，气体分子可以通过管道进行扩散，有助于增加气体的扩散系数；③拥有很好的刚性，对高分子有机物机械性能的增强和增韧方面效果明显；④纳米级尺寸及空腔使HNTs具有较高比表面积等。与同样管状结构的CNTs相比，HNTs具有储量丰富、成本低廉等优点。
为了增加HNTs的表面积和多孔结构、促进气体扩散，本发明对HNTs进行蚀刻改性；为了改善无机材料在聚合物基底中的分散性和相容性，本发明采用表面涂覆法对蚀刻后的HNTs进行进一步改性，通过将改性HNTs填充到聚醚共聚酰胺膜中，制备出了适用于CO2/N2分离的气体分离膜，该膜具有CO2渗透通量高、分离效果好、强度好、结构稳定等优点。
发明内容
本发明在于提供改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜，以克服现有技术的缺陷。
本发明提出的改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜，其特征在于制备方法如下：
A.将埃洛石纳米管和酸性试剂放入耐高温容器中混合均匀并进行加热，最高温度350℃，冷却后进行洗涤，去除可溶性盐和杂质，干燥后即可得到被蚀刻的埃洛石纳米管。
B.将蚀刻埃洛石纳米管放入容器中抽真空，加入超纯水，对溶液进行超声抽真空。加入Tris-HCL缓冲液、多巴胺和聚乙烯亚胺，充分搅拌后测试其pH值，用碱性试剂调节pH值到8.5左右，搅拌6-24h，随后将混合物离心，弃去上清液，将沉淀清洗后冷冻干燥，得到表面改性处理的埃洛石纳米管。
C.将溶剂与改性埃洛石纳米管放入烧杯超声。将混合液和聚醚共聚酰胺放入烧瓶。在70-85℃条件下回流搅拌2-24h，得到铸模液。
D.将得到的铸模液抽真空脱泡，倒入模具，在40-60℃烘箱干燥24-72h，再放入40-60℃真空烘箱进一步挥发溶剂，即可得到改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜。
优选的，步骤A中所述酸性试剂为碳酸钠、硝酸钠、硫酸或盐酸；所述耐高温容器为陶瓷坩埚；所述沉淀使用稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸或去离子水进行洗涤。
优选的，步骤B中所述沉淀使用去离子水进行洗涤；所述碱性试剂为氢氧化钠。
优选的，步骤B中所述埃洛石纳米管与超纯水、Tris-HCL缓冲液、多巴胺和聚乙烯亚胺的比例是：4:0.1:0.3152:0.3792:1。
优选的，步骤C中所述溶剂为乙醇和水；所述聚醚共聚酰胺为Pebax1657；所述聚合物占溶剂的质量分数为2-5％。
本发明的优点在于：
1、本发明提供的改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜，其制备过程简单易操作，生产重复性好。
2、蚀刻后的埃洛石纳米管表面积增加，与聚合物基底的接触面积增加，提高了无机填料与聚合物基底的相容性。
3、采用多巴胺修饰埃洛石纳米管，可以增加其在聚合物基底的分散性，减少团聚，从而提高混合基质膜的综合性能。
4、采用多巴胺和聚乙烯亚胺修饰埃洛石纳米管对CO2吸附能力增强，得到的混合基质膜分离性能良好。
附图说明
具体实施方式
以下是改性埃洛石纳米管与聚醚共聚酰胺混合基质膜的实施例，但不局限于以下实例。
本发明实例中作为基体的聚醚共聚酰胺选用Pebax1657，以下简称Pebax。
实施例1：改性埃洛石纳米管/Pebax-0.5混合基质膜(改性埃洛石纳米管填充量为0.5wt％)
表面改性埃洛石纳米管的制备：称取4g埃洛石纳米管、1.2g碳酸钠和20g硝酸钠，放入陶瓷坩埚中混合均匀，将陶瓷坩埚放入马弗炉中加热，加热速度5℃/min，最高温度350℃加热1h，冷却后用稀硝酸和去离子水洗涤，去除可溶性盐和杂质，干燥后即可得到被蚀刻的埃洛石纳米管。利用多巴胺和聚乙烯亚胺对蚀刻的埃洛石纳米管进行改性，称取4g蚀刻埃洛石纳米管于烧杯中，抽真空0.5h，加入100ml超纯水，超声0.5h，抽真空0.5h。加入0.3152gTris-HCL缓冲液、0.3792g多巴胺和1g聚乙烯亚胺，充分搅拌后测试其pH值，用NaOH调节pH值到8.5左右，搅拌6h，随后将混合物离心，得到的沉淀用冷冻干燥机干燥12h，得到表面改性处理的埃洛石纳米管。
混合基质膜的制备：量取乙醇/水(7/3)于烧杯中，加入0.01g改性埃洛石，超声2h。将混合液和2gPebax放入单口烧瓶，聚合物质量分数为3％。埃洛石纳米管的含量为聚醚共聚酰胺质量的0.5％。在单口烧瓶中回流搅拌4h。将得到的溶液抽真空脱泡后，倒入成膜的玻璃模具，在40℃烘箱干燥48h，再放入40℃真空烘箱干燥24h，即可得到改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜。
在25℃和0.2MPa的条件下，测得膜对纯气体的渗透系数为：PCO2＝93.9Barrer，CO2/N2选择性为45.14。
实施例2：改性埃洛石纳米管/Pebax-1混合基质膜(改性埃洛石纳米管填充量为1wt％)
表面改性埃洛石纳米管的制备：称取4g埃洛石纳米管、1.2g碳酸钠和20g硝酸钠，放入陶瓷坩埚中混合均匀，将陶瓷坩埚放入马弗炉中加热，加热速度5℃/min，最高温度350℃加热1h，冷却后用稀硝酸和去离子水洗涤，去除可溶性盐和杂质，干燥后即可得到被蚀刻的埃洛石纳米管。利用多巴胺和聚乙烯亚胺对蚀刻的埃洛石纳米管进行改性，称取4g蚀刻埃洛石纳米管于烧杯中，抽真空0.5h，加入100ml超纯水，超声0.5h，抽真空0.5h。加入0.3152gTris-HCL缓冲液、0.3792g多巴胺和1g聚乙烯亚胺，充分搅拌后测试其pH值，用NaOH调节pH值到8.5左右，搅拌6h，随后将混合物离心，得到的沉淀用冷冻干燥机干燥12h，得到表面改性处理的埃洛石纳米管。
混合基质膜的制备：量取乙醇/水(7/3)于烧杯中，加入0.02g改性埃洛石，超声2h。将混合液和2gPebax放入单口烧瓶，聚合物质量分数为3％。埃洛石纳米管的含量为聚醚共聚酰胺质量的1％。在单口烧瓶中回流搅拌4h。将得到的溶液抽真空脱泡后，倒入成膜的玻璃模具，在40℃烘箱干燥48h，再放入40℃真空烘箱干燥24h，即可得到改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜。
在25℃和0.2MPa的条件下，测得膜对纯气体的渗透系数为：PCO2＝98.2Barrer，CO2/N2选择性为46.43。
实施例3：改性埃洛石纳米管/Pebax-1.5混合基质膜(改性埃洛石纳米管填充量为1.5wt％)
表面改性埃洛石纳米管的制备：称取4g埃洛石纳米管、1.2g碳酸钠和20g硝酸钠，放入陶瓷坩埚中混合均匀，将陶瓷坩埚放入马弗炉中加热，加热速度5℃/min，最高温度350℃加热1h，冷却后用稀硝酸和去离子水洗涤，去除可溶性盐和杂质，干燥后即可得到被蚀刻的埃洛石纳米管。利用多巴胺和聚乙烯亚胺对蚀刻的埃洛石纳米管进行改性，称取4g蚀刻埃洛石纳米管于烧杯中，抽真空0.5h，加入100ml超纯水，超声0.5h，抽真空0.5h。加入0.3152gTris-HCL缓冲液、0.3792g多巴胺和1g聚乙烯亚胺，充分搅拌后测试其pH值，用NaOH调节pH值到8.5左右，搅拌6h，随后将混合物离心，得到的沉淀用冷冻干燥机干燥12h，得到表面改性处理的埃洛石纳米管。
混合基质膜的制备：量取乙醇/水(7/3)于烧杯中，加入0.03g改性埃洛石，超声2h。将混合液和2gPebax放入单口烧瓶，聚合物质量分数为3％。埃洛石纳米管的含量为聚醚共聚酰胺质量的1.5％。在单口烧瓶中回流搅拌4h。将得到的溶液抽真空脱泡后，倒入成膜的玻璃模具，在40℃烘箱干燥48h，再放入40℃真空烘箱干燥24h，即可得到改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜。
在25℃和0.2MPa的条件下，测得膜对纯气体的渗透系数为：PCO2＝101Barrer，CO2/N2选择性为46.98。
实施例4：改性埃洛石纳米管/Pebax-2混合基质膜(改性埃洛石纳米管填充量为2wt％)
表面改性埃洛石纳米管的制备：称取4g埃洛石纳米管、1.2g碳酸钠和20g硝酸钠，放入陶瓷坩埚中混合均匀，将陶瓷坩埚放入马弗炉中加热，加热速度5℃/min，最高温度350℃加热1h，冷却后用稀硝酸和去离子水洗涤，去除可溶性盐和杂质，干燥后即可得到被蚀刻的埃洛石纳米管。利用多巴胺和聚乙烯亚胺对蚀刻的埃洛石纳米管进行改性，称取4g蚀刻埃洛石纳米管于烧杯中，抽真空0.5h，加入100ml超纯水，超声0.5h，抽真空0.5h。加入0.3152gTris-HCL缓冲液、0.3792g多巴胺和1g聚乙烯亚胺，充分搅拌后测试其pH值，用NaOH调节pH值到8.5左右，搅拌6h，随后将混合物离心，得到的沉淀用冷冻干燥机干燥12h，得到表面改性处理的埃洛石纳米管。
混合基质膜的制备：量取乙醇/水(7/3)于烧杯中，加入0.04g改性埃洛石，超声2h。将混合液和2gPebax放入单口烧瓶，聚合物质量分数为3％。埃洛石纳米管的含量为聚醚共聚酰胺质量的2％。在单口烧瓶中回流搅拌4h。将得到的溶液抽真空脱泡后，倒入成膜的玻璃模具，在40℃烘箱干燥48h，再放入40℃真空烘箱干燥24h，即可得到改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜。
在25℃和0.2MPa的条件下，测得膜对纯气体的渗透系数为：PCO2＝101.5Barrer，CO2/N2选择性为44.91。
Claims (6)
1.一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法，其特征是按如下方法制备得到：
A.将埃洛石纳米管和酸性试剂放入耐高温容器中混合均匀并进行加热，最高温度350℃，冷却后进行洗涤，去除可溶性盐和杂质，干燥后即可得到被蚀刻的埃洛石纳米管。
B.将蚀刻埃洛石纳米管放入容器中抽真空，加入超纯水，对溶液进行超声抽真空。加入Tris-HCL缓冲液、多巴胺和聚乙烯亚胺，充分搅拌后测试其pH值，用碱性试剂调节pH值到8.5左右，搅拌6-24h，随后将混合物离心，弃去上清液，将沉淀清洗后冷冻干燥，得到表面改性处理的埃洛石纳米管。
C.将溶剂与改性埃洛石纳米管放入烧杯超声。将混合液和聚醚共聚酰胺放入烧瓶。在70-85℃条件下回流搅拌2-24h，得到铸模液。
D.将得到的铸模液抽真空脱泡，倒入模具，在40-60℃烘箱干燥24-72h，再放入40-60℃真空烘箱进一步挥发溶剂，即可得到改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜。
2.根据权利要求1所述的改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜，其特征在于，步骤A中所述酸性试剂为碳酸钠、硝酸钠、硫酸或盐酸；所述耐高温容器为陶瓷坩埚；所述沉淀使用稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸或去离子水进行洗涤。
3.根据权利要求1所述的改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜，其特征在于，步骤B中所述沉淀使用去离子水进行洗涤；所述碱性试剂为氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜，其特征在于，步骤B中所述埃洛石纳米管与超纯水、Tris-HCL缓冲液、多巴胺和聚乙烯亚胺的比例是：4:0.1:0.3152:0.3792:1。
5.根据权利要求1所述的改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜，其特征在于，步骤C中所述溶剂为乙醇和水；所述聚醚共聚酰胺为Pebax1657；所述聚合物占溶剂的质量分数为2-5％。
6.权利要求1-5任一所述的混合基质膜用于膜分离的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911112928.8A CN112791606A (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911112928.8A CN112791606A (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112791606A true CN112791606A (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=75803710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911112928.8A Pending CN112791606A (zh) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112791606A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113385055A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-14 | 大连理工大学 | 一种基于复合材料UiO-66@HNT的混合基质膜的制备方法 |
| CN113416572A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 宁夏神瑞工贸有限责任公司 | 一种节能环保型稳定轻烃加工用分离工艺及方法 |
| CN114725617A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-08 | 华南理工大学 | 一种锂电池隔膜用涂覆浆料及其制备方法和锂电池隔膜 |
| CN114984765A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-09-02 | 西安科技大学 | 多巴胺改性埃洛石纳米管/聚酰胺正渗透膜及制备和应用 |
| CN115954530A (zh) * | 2022-12-31 | 2023-04-11 | 广东微电新能源有限公司 | 固态电解质、固态电解质膜及全固态锂电池 |
| CN116425433A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-07-14 | 深圳市鑫明光建筑科技有限公司 | 一种Pebax1657聚合物修饰的玻璃微管的制备方法 |
-
2019
- 2019-11-14 CN CN201911112928.8A patent/CN112791606A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113416572A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-21 | 宁夏神瑞工贸有限责任公司 | 一种节能环保型稳定轻烃加工用分离工艺及方法 |
| CN113385055A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-14 | 大连理工大学 | 一种基于复合材料UiO-66@HNT的混合基质膜的制备方法 |
| CN114725617A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-08 | 华南理工大学 | 一种锂电池隔膜用涂覆浆料及其制备方法和锂电池隔膜 |
| CN114725617B (zh) * | 2022-04-06 | 2023-02-14 | 华南理工大学 | 一种锂电池隔膜用涂覆浆料及其制备方法和锂电池隔膜 |
| CN114984765A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-09-02 | 西安科技大学 | 多巴胺改性埃洛石纳米管/聚酰胺正渗透膜及制备和应用 |
| CN114984765B (zh) * | 2022-05-06 | 2024-05-17 | 西安科技大学 | 多巴胺改性埃洛石纳米管/聚酰胺正渗透膜及制备和应用 |
| CN115954530A (zh) * | 2022-12-31 | 2023-04-11 | 广东微电新能源有限公司 | 固态电解质、固态电解质膜及全固态锂电池 |
| CN115954530B (zh) * | 2022-12-31 | 2023-12-15 | 广东微电新能源有限公司 | 固态电解质、固态电解质膜及全固态锂电池 |
| CN116425433A (zh) * | 2023-03-24 | 2023-07-14 | 深圳市鑫明光建筑科技有限公司 | 一种Pebax1657聚合物修饰的玻璃微管的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112791606A (zh) | 一种改性埃洛石纳米管/聚醚共聚酰胺混合基质膜及其制备方法 | |
| CN102580560B (zh) | 纳米材料掺杂聚合物膜的制备方法 | |
| CN113083042B (zh) | 一种基于MXene/ZIF-8复合材料的混合基质膜及制备方法 | |
| CN104069752B (zh) | 磺化聚醚醚酮-氨基酸修饰氧化石墨烯杂化膜及制备和应用 | |
| CN113831761B (zh) | 一种氨基酸改性纳米粒子及其制备方法和应用、抗污超滤膜 | |
| CN107304052A (zh) | 一种氧化石墨烯掺杂二氧化硅气凝胶的制备方法 | |
| CN107216115B (zh) | 一种PTFE纤维布复合石墨烯-SiO2气凝胶的制备方法 | |
| CN104548974B (zh) | 一种氧化锌纳米复合超滤膜的制备方法 | |
| CN105107392B (zh) | 一种多壁碳纳米管表面嵌入式改性聚偏氟乙烯膜及制备方法 | |
| CN101698141B (zh) | 一种聚偏氟乙烯/氧化铝杂化膜制备方法 | |
| CN111111459B (zh) | 一种聚酰亚胺/表面改性金属有机骨架混合基质膜及其制备方法和应用 | |
| CN106178987A (zh) | 一种聚偏氟乙烯/纳米二氧化硅杂化膜及其制备方法 | |
| CN107789995A (zh) | 一种磺化聚醚醚酮/聚苯胺修饰的埃洛石纳米管混合基质膜及其制备方法和应用 | |
| CN102489180B (zh) | 一种高分子/纳米材料复合多孔滤膜的制备方法 | |
| CN111617645A (zh) | 一种基于中空MOFs材料的低阻高选择性混合基质膜的制备方法 | |
| CN106898802B (zh) | 一种高性能汽车氢燃料电池用纳米复合粉体材料及其制备方法 | |
| CN113846418A (zh) | 一种兼具高比表面积与大孔径的柔性多孔SiO2纳米纤维膜的制备方法 | |
| CN112604507B (zh) | 高通量染料分离纳滤膜的制备方法 | |
| CN107570021B (zh) | 一种亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜及其制备方法 | |
| CN113797770B (zh) | 一种多巴胺改性氧化二硫化钼掺杂哌嗪聚酰胺复合陶瓷纳滤膜及其制备方法 | |
| CN112723362B (zh) | 一种以水玻璃为硅源制备二氧化硅/酚醛树脂复合气凝胶材料的方法 | |
| CN113385055B (zh) | 一种基于复合材料UiO-66@HNT的混合基质膜的制备方法 | |
| CN115475538A (zh) | 一种基于COFs中间层的中空纤维复合纳滤膜及其制备方法 | |
| CN118320634A (zh) | 一种树形二氧化硅纳米刺球改性的超滤膜、其制备方法及应用 | |
| CN112569813A (zh) | 一种无机纳米材料增强中空纤维超滤膜的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210514 |