本發(fā)明屬于改性有機(jī)硅制備領(lǐng)域，具體涉及到一種原位羥基化有機(jī)硅復(fù)合膜的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、橋聯(lián)有機(jī)硅由于其具有良好的水熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及出色的分子篩分能力，在膜分離領(lǐng)域中體現(xiàn)出了巨大的潛力，并且由于其結(jié)構(gòu)([r-si-o-r']n)中r所含有不同的基團(tuán)，使得其具有良好的加工能力。例如1,2-二(三乙氧基甲硅烷基)乙烯(btesethy)的結(jié)構(gòu)中含有剛性以及較高極性的亞乙烯橋聯(lián)結(jié)構(gòu)(c＝c)，因而具有較高的化學(xué)反應(yīng)活性，可以通過進(jìn)一步改性來提高有機(jī)硅膜的滲透分離性能。

2、在專利zl?201910301859.9中提出采用氯磺酸對(duì)芳香族橋聯(lián)有機(jī)硅進(jìn)行改性來提升其親水性并調(diào)節(jié)其孔道結(jié)構(gòu)，但反應(yīng)涉及濃鹽酸、低溫條件，導(dǎo)致該過程存在安全性、周期長(zhǎng)等問題。因此，我們采用硫醇-烯點(diǎn)擊反應(yīng)，其反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，且具有很高的選擇性，該反應(yīng)只需通過紫外燈照射以及引發(fā)劑來使得碳碳雙鍵(c＝c)與巰基(-sh)反應(yīng)，從而在btesethy結(jié)構(gòu)中迅速引入親水基團(tuán)，從而有效地解決反應(yīng)條件苛刻，時(shí)間長(zhǎng)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種原位羥基化的有機(jī)硅復(fù)合膜的制備方法，在綠色、安全條件下進(jìn)行巰基-烯點(diǎn)擊反應(yīng)，可以迅速得到原位羥基化的有機(jī)硅材料。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種原位羥基化有機(jī)硅復(fù)合膜的制備方法，其特征在于：包括，

3、作為本發(fā)明所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：

4、(1)向石英反應(yīng)瓶中填充氮?dú)?，加入二硫蘇糖醇(dtt)、光引發(fā)劑，加入少量乙醇至其完全溶解，然后加入有機(jī)硅前驅(qū)體1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烯(btesethy)。置于遮光環(huán)境下，通過紫外燈照射并攪拌一段時(shí)間后制得原位羥基化有機(jī)硅前驅(qū)體。

5、(2)將上述原位羥基化有機(jī)硅前驅(qū)體經(jīng)一定溫度真空干燥后通過有機(jī)溶劑洗滌以除去引發(fā)劑和未反應(yīng)的dtt，然后烘干除去有機(jī)溶劑，加入一定量的乙醇、氨水、去離子水，在一定溫度下水浴攪拌一段時(shí)間制得原位羥基化有機(jī)硅溶膠。

6、(3)將原位羥基化有機(jī)硅溶膠稀釋至一定濃度后涂覆在負(fù)載有氧化石墨烯納米片(go)的pvdf聚合物膜上，煅燒一段時(shí)間后制得原位羥基化的有機(jī)硅復(fù)合膜。

7、其中涂覆方式包括但不限于噴涂，旋涂，浸漬等；優(yōu)選本發(fā)明采用的是一種超聲物化噴涂的方式進(jìn)行涂覆。

8、btesethy、dtt、光引發(fā)劑的摩爾比為1：0.2～10：0.1～0.5。作為本發(fā)明所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述乙烯基橋聯(lián)有機(jī)硅材料btesethy與原位羥基化試劑dtt的摩爾比為1：1。

9、作為本發(fā)明所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：紫外燈功率為30～100w，波長(zhǎng)為320～400nm，照射時(shí)間為0.5～24h。

10、作為本發(fā)明所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述醇溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇。

11、作為本發(fā)明所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述雜化有機(jī)硅材料、氨水、去離子水的摩爾比為1：0.1～0.6：30～120。

12、作為本發(fā)明所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述將原位羥基化有機(jī)硅溶膠通過超聲霧化噴涂法涂在pvdf膜的go層上，其中，涂覆原位羥基化有機(jī)硅溶膠的濃度為0.1～10wt％。

13、作為本發(fā)明所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述煅燒溫度為60～120℃，煅燒時(shí)間為15～60min。

14、其中煅燒溫度越高，有機(jī)硅層越致密，最低為60℃，當(dāng)煅燒溫度大于80℃時(shí)，基底pvdf發(fā)生形變，大于120℃，基底發(fā)生不可逆形變。

15、上述制備的原位羥基化有機(jī)硅復(fù)合膜作為滲透分離膜在活性藍(lán)/水體系中的分離應(yīng)用。

16、本發(fā)明有益效果：

17、(1)本發(fā)明使用市售易得的低功率紫外燈，在室溫下短時(shí)間反應(yīng)即可得到原位羥基化有機(jī)硅，該反應(yīng)安全、綠色且迅速，因其高選擇性特性可得到高純度的原位羥基化有機(jī)硅。

18、(2)所用dtt結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)巰基，為反應(yīng)進(jìn)行提供更多可能性，從而引入更多親水基團(tuán)，并且c-oh可與si-oh可發(fā)生縮合反應(yīng)，生成更為致密的硅網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能在提供親水性的基礎(chǔ)上增強(qiáng)分離性能。本發(fā)明通過將c＝c與-sh進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，引入了親水羥基團(tuán)，并且生成牢固難以分解的c-s化學(xué)鍵。新引入的羥基基團(tuán)還可在后續(xù)溶膠制備過程中參與脫水縮合過程，從而提升制得的有機(jī)硅復(fù)合膜的水滲透以及分離性能。

技術(shù)特征：

1.一種原位羥基化有機(jī)硅復(fù)合膜的制備方法，其特征在于：包括，

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：1,2-雙(三乙氧基硅基)乙烯、二硫蘇糖醇、光引發(fā)劑的摩爾比為1：0.2～10：0.1～0.5。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述光引發(fā)劑為2-芐基-2-(二甲基氨基)-4'-嗎啉基苯基丁酮、安息香雙甲醚其中的一種。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所使用的紫外光燈規(guī)格為：波長(zhǎng)320～400nm，功率30～100w；紫外光燈照射反應(yīng)時(shí)間為0.5～24h。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：原位羥基化有機(jī)硅前驅(qū)體、氨水、去離子水的摩爾比為1：0.1～0.6：30～120。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：水浴攪拌條件為50～60℃下水浴攪拌1～3h。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述涂覆方式為噴涂、旋涂、浸漬的一種，涂覆所使用的溶膠濃度為0.1～10wt％。

8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述煅燒溫度為60～120℃，煅燒時(shí)間為15～60min。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述方法制備的原位羥基化有機(jī)硅復(fù)合膜作為滲透分離膜的應(yīng)用。

10.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述方法制備的原位羥基化有機(jī)硅復(fù)合膜作為滲透分離膜在活性藍(lán)/水體系中的分離應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于改性有機(jī)硅制備領(lǐng)域，公開了一種原位羥基化的有機(jī)硅復(fù)合膜的制備方法及應(yīng)用，包括、(1)乙烯基橋聯(lián)有機(jī)硅前驅(qū)體(BTESEthy)、二硫蘇糖醇(DTT)，光引發(fā)劑再在氮?dú)夥諊氯苡谏倭繜o水乙醇，在遮光環(huán)境下通過紫外光照射引發(fā)點(diǎn)擊反應(yīng)，得到原位羥基化有機(jī)硅前驅(qū)體；(2)將所制得的原位羥基化有機(jī)硅溶膠涂覆在表面含有GO納米片層的PVDF膜上，最后制得原位羥基化的有機(jī)硅復(fù)合膜。本發(fā)明所提供的一種原位羥基化的有機(jī)硅復(fù)合膜，應(yīng)用于膜分離領(lǐng)域中，有效地改善了有機(jī)物和水的分離及滲透性能。

技術(shù)研發(fā)人員：徐榮,李曉峰,林鵬,鐘璟,潘陽,郭猛,任秀秀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：常州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9