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专利号: 2013101128012
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2025-07-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜,其特征是该杂化凝胶膜以海藻酸钠为高分子骨架,以丙烯酰胺及其衍生物为聚合单体,加入化学交联剂和离子交联剂,以水溶性化合物为致孔剂,引发聚合形成高强度高韧性的双交联网络水凝胶,洗脱掉致孔剂后,经逐级脱水得到干燥的杂化凝胶膜用于有机物溶剂中的过滤;有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、四氯甲烷、氯仿、乙醚、环氧丙烷、醋酸乙酯、丙酮、乙腈、苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯和三乙醇胺中的任意一种或两种以上混合物。

2.如权利要求1所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是包括以下步骤:

a)称取5-15g聚合单体,0.5-2g海藻酸钠,聚合单体质量百分比0.03%-0.15%的化学交联剂,聚合单体质量百分比1%-100%的致孔剂,一起溶于50-100ml去离子水中,搅拌溶解均匀,然后加入聚合单体质量百分比0-100%的增强剂,超声分散均匀后得到铸膜液,放置于4℃-30℃的密闭容器中备用;

b)配制金属离子质量百分比为0.01%-10%的金属盐水溶液,作为离子交联剂;

c)向铸膜液中加入聚合单体质量百分比0.1%-5%的过硫酸铵,聚合单体质量百分比

0.1%-5%的亚硫酸氢钠和聚合单体质量百分比0.01%-2%的四甲基乙二胺,搅拌分散均匀后,立即将该溶液倒入干燥清洁的玻璃片上,用刮膜棒刮出厚度为20-2000μm的均匀的膜,真空脱气泡,在N2保护下引发聚合,反应0.5-24h,得到化学交联的杂化水凝胶膜;

d)将步骤c)得到的化学交联的杂化水凝胶膜用步骤b)得到的离子交联剂浸泡

0.5-24h,用去离子水洗去致孔剂,得到多孔杂化水凝胶膜;

e)将步骤d)得到的多孔杂化水凝胶膜用梯度醇类逐级脱水,控制膜孔的大小和分布,最后使杂化凝胶膜中的水和醇类挥发干净,得到干燥的用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜。

3.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是所述聚合单体的为双丙酮丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或两种以上混合物。

4.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是所述的金属盐水溶液为硫酸铜、氯化锌、氯化钡、氯化铁、氯化铝、氯化钙、磷酸二氢钙、硫酸钙、硝酸钙、葡萄糖酸钙、磷酸氢钙、乳酸钙水溶液中的任意一种或两种以上混合物。

5.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是所述的化学交联剂为二乙烯基苯、二异氰酸酯、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、羟甲基三聚氰胺醚化物中的任意一种或两种以上混合物。

6.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是所述的增强剂为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米羟基磷灰石、纳米粘土、碳纳米管、石墨烯、纳米碳酸钙、纳米氧化锌中的任意一种或两种以上混合物。

7.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是所述的引发聚合方式为自由基引发、紫外光引发、微波辐射引发、高能电子束引发、伽马射线引发、等离子体引发中的任意一种。

8.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是所述的致孔剂为聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、尿素、硫氰酸钠、聚乙烯醇、聚维酮、明胶、水溶性淀粉中的任意一种或两种以上混合物。

9.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是所述的梯度醇类为梯度甲醇、梯度乙醇、梯度异丙醇、梯度丙三醇中的任意一种或两种以上混合物,每步脱水时间约为10-600分钟,脱水剂用量应为膜总质量的3-10倍。

10.如权利要求2所述的一种用于有机物溶剂过滤的杂化凝胶膜的制备方法,其特征是制备的杂化凝胶膜可耐0.02-0.3MPa的压力,适用有机溶液范围广,该制备方法工艺简单,成本低,可通过控制梯度醇类的配比和脱水时间控制膜孔大小和分布。