雜化膜的制備，步驟如下:
[0029]步驟一、在塑料盒中加入摩爾濃度為1.5mol/L NaOH溶液，置于55°C水浴，將聚丙烯腈超濾膜浸入塑料盒，靜置30min，用去離子水沖洗至溶液pH= 7;將聚丙烯腈超濾膜取出常溫晾干2h，待用；
[0030]步驟二、室溫下，攪拌配制成質(zhì)量體積濃度為2mg/mL的聚乙烯亞胺溶液，用摩爾濃度為0.5mol/L HCl調(diào)至pH=8，待用；
[0031]步驟三、室溫下，將質(zhì)量體積濃度為2mg/mL的海藻酸鈉溶液和摩爾濃度為15mmol/L的硅酸鈉溶液配制成海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液;并用摩爾濃度為0.5mol/L的HCl溶液調(diào)至pH=8，待用；
[0032]步驟四、在上述步驟一晾干的聚丙烯腈超濾膜表面上倒入上述步驟二獲得的聚乙烯亞胺溶液，用旋涂?jī)x旋涂，并用去離子水沖洗三次;然后在膜的表面上倒入上述步驟三獲得的海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液，用旋涂?jī)x旋涂，并用去離子水沖洗三次;交替重復(fù)上述聚乙烯亞胺溶液旋涂和海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液旋涂10次，室溫干燥。
[0033]圖2為實(shí)施例1獲得的聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的斷面掃描電鏡圖，可見分離層緊密涂敷在支撐層表面，界面沒有缺陷和孔滲，膜的厚度大約370nm。用于滲透蒸發(fā)乙醇脫水，通量2237g/m2h，分離因子380。
[0034]實(shí)施例2:聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的制備，步驟與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于:步驟三配制海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液中，所用的硅酸鈉溶液的摩爾濃度為Im mol/L。圖3為實(shí)施例2獲得的聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的斷面掃描電鏡圖，可見分離層緊密涂敷在支撐層表面，界面沒有缺陷和孔滲，膜的厚度大約345nm。用于滲透蒸發(fā)乙醇脫水，通量1539g/m2h，分離因子570。
[0035]實(shí)施例3:聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的制備，步驟與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于:(I)步驟三配制海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液中，所用的硅酸鈉溶液的摩爾濃度為5m mol/L； (2)步驟四中交替重復(fù)旋涂的次數(shù)是2次。圖4為實(shí)施例3獲得的聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/ 二氧化硅超薄雜化膜的斷面掃描電鏡圖，可見分離層緊密涂敷在支撐層表面，界面沒有缺陷和孔滲，膜的厚度大約84nm。用于滲透蒸發(fā)乙醇脫水，通量2045g/m2h，分尚因子317。
[0036]實(shí)施例4:聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的制備，步驟與實(shí)施例1基本相同，不同之處僅在于:(I)步驟三配制海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液中，所用的硅酸鈉溶液的摩爾濃度為5m mol/L； (2)步驟四中交替重復(fù)旋涂的次數(shù)是4次。圖5為實(shí)施例4獲得的聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/ 二氧化硅超薄雜化膜的斷面掃描電鏡圖，可見分離層緊密涂敷在支撐層表面，界面沒有缺陷和孔滲，膜的厚度大約140nm。用于滲透蒸發(fā)乙醇脫水，通量1866g/m2h，分 1? 因子435。
[0037]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/ 二氧化硅超薄雜化膜，該超薄雜化膜厚度為80?370nm，由聚乙烯亞胺-海藻酸鈉與二氧化硅構(gòu)成;其中，硅酸鈉的摩爾濃度為l-15m mol/L，聚乙烯亞胺、海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液的pH均為8，聚乙烯亞胺溶液和海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液的交替組裝次數(shù)為2-10。2.—種根據(jù)權(quán)利要求1所述聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、在塑料盒中加入摩爾濃度為1.5mol/L的NaOH溶液，置于55°C水浴，將聚丙烯腈超濾膜浸入塑料盒，靜置30min，用去離子水沖洗至溶液pH=7;將聚丙烯腈超濾膜取出常溫晾干2h，待用； 步驟二、室溫下，攪拌配制質(zhì)量體積濃度為2mg/mL的聚乙烯亞胺溶液，用摩爾濃度為0.5mol/L的HCl溶液將聚乙烯亞胺溶液調(diào)至pH=8; 步驟三、室溫下，將質(zhì)量體積濃度為2mg/mL的海藻酸鈉溶液和摩爾濃度為l-15mmol/L的硅酸鈉溶液配制成海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液，然后，用摩爾濃度為0.5mol/L的HCl溶液將海藻酸鈉娃酸鈉混合溶液調(diào)至pH=8; 步驟四、用步驟二獲得的聚乙烯亞胺溶液和步驟三獲得的海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液對(duì)步驟一獲得的聚丙烯腈超濾膜進(jìn)行交替組裝； 步驟五、將步驟四處理后的膜室溫干燥，獲得聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/ 二氧化硅超薄雜化膜。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的制備方法，其特征在于:步驟四的具體過程如下: 在步驟一獲得的聚丙烯腈超濾膜表面上倒入步驟二獲得的聚乙烯亞胺溶液，用旋涂?jī)x旋涂，并用去離子水沖洗三次;再倒入步驟三獲得的海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液，用旋涂?jī)x旋涂，并用去離子水沖洗三次，至此完成一次聚乙烯亞胺溶液和海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液的交替組裝。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的制備方法，其特征在于:步驟五中重復(fù)聚乙烯亞胺溶液和海藻酸鈉硅酸鈉混合溶液的交替組裝次數(shù)為2-10次。5.—種聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜的應(yīng)用，其特征在于:將權(quán)利要求2至4中任一制備方法獲得的聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/ 二氧化硅超薄雜化膜用作滲透蒸發(fā)乙醇脫水膜，其滲透通量至少為1500g/m2h，分離因子至少為300。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚乙烯亞胺-海藻酸鈉/二氧化硅超薄雜化膜，該超薄雜化膜厚度為80～370nm，由聚乙烯亞胺-海藻酸鈉有機(jī)部分與二氧化硅無(wú)機(jī)部分構(gòu)成。其中，硅酸鈉濃度為1-15m？mol/L，聚乙烯亞胺、海藻酸鈉硅酸鈉混合物溶液的pH為8，重復(fù)組裝次數(shù)為2-10。其制備過程包括：聚丙烯腈超濾膜水解；配制聚乙烯亞胺溶液，海藻酸鈉硅酸鈉溶液，并用HCl調(diào)pH；聚乙烯亞胺溶液，海藻酸鈉硅酸鈉溶液的交替組裝。本發(fā)明超薄雜化膜的制備條件溫和、綠色環(huán)保，制得的膜材料用于滲透蒸發(fā)乙醇/水混合體系的脫水，具有較好的滲透通量和分離因子。
【IPC分類】B01D69/12, B01D67/00, B01D61/36, B01D71/42
【公開號(hào)】CN105536576
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610047724
【發(fā)明人】姜忠義, 劉冠華, 程暄暄, 邢瑞思, 余驍航, 高博鑫, 潘福生
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日