專利名稱：一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜及其制備方法和該復(fù)合膜的應(yīng)用，屬膜材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著介孔材料在催化化學(xué)和石油化工等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，近年來，將介孔材料組裝在多孔氧化鋁膜中形成無機(jī)復(fù)合介孔膜的研究引起了人們的關(guān)注。英國出版的 ((Nature Materials》雜志 2004 年第 3 期上的“Self-assembly of a silica - surfactant nanocomposite in a porous alumina membrane，，一文中公開了一禾中在多孔氧化招膜中組裝一維介孔二氧化硅棒狀物制備無機(jī)復(fù)合介孔膜的方法。然而，這種無機(jī)復(fù)合介孔膜的不足之處在于所采用的原材料多孔氧化鋁膜的成本高，且該膜柔韌性差、脆易碎、在弱酸或者弱堿性環(huán)境下因分解而極不穩(wěn)定，特別是所制備的無機(jī)復(fù)合介孔膜經(jīng)過焙燒除去表面活性劑之后，更容易出現(xiàn)膜內(nèi)介孔材料的收縮和膜更脆易裂的問題，因此該無機(jī)復(fù)合介孔膜在實際應(yīng)用中具有很大的局限性。本申請人的關(guān)于有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔膜的制備方法及其應(yīng)用(專利申請?zhí)?200910054082. 1和201010152255. 1 )，都使用多孔聚碳酸酯膜作為模板制備復(fù)合介孔膜， 雖然可以解決無機(jī)復(fù)合介孔膜脆而易碎的問題，但是，由于多孔聚碳酸酯膜的成本較高，特別是由于多孔聚碳酸酯膜易溶于一些有機(jī)溶劑，如1，2_ 二氯乙烷，從而使得以多孔聚碳酸酯膜為模板所制得的有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔膜的成本偏高，而且難以應(yīng)用于有機(jī)溶劑環(huán)境和液 /液界面電化學(xué)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中無機(jī)復(fù)合介孔膜和以多孔聚碳酸酯膜作為模板所制備的有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔膜還存在的缺陷，提供一種相對多孔聚碳酸酯膜價格更加低廉且能夠耐有機(jī)溶劑的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜作為新模板合成復(fù)合介孔膜，利用該復(fù)合介孔膜能夠耐有機(jī)溶劑的性能，探索該復(fù)合介孔膜在液/液界面電化學(xué)領(lǐng)域的新用途。本發(fā)明的技術(shù)方案
一方面，一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜，其特征在于在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(PET)內(nèi)組裝無機(jī)介孔材料二氧化硅，形成復(fù)合介孔膜； 其中聚對苯二甲酸乙二醇酯膜與無機(jī)介孔材料二氧化硅的質(zhì)量比即聚對苯二甲酸乙二醇酯膜無機(jī)介孔材料二氧化硅為4:1;
其中所述的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜優(yōu)選為膜直徑為47mm，孔直徑為 200-500 μ m,空隙率為 10%-15% ；
所述的無機(jī)介孔材料二氧化硅的介孔孔直徑優(yōu)選為3. Onm。另一方面，上述的本發(fā)明一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的制備方法，即利用抽濾的方法將無機(jī)介孔材料組裝在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜內(nèi)的孔洞中制得復(fù)合介孔膜，再利用萃取洗脫的方式除去該復(fù)合膜中介孔材料內(nèi)的表面活性劑，從而得到聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜，其具體包括如下制備步驟
(1)、前驅(qū)液的制備
將原料無水乙醇，正硅酸乙酯(TEOS)和HCl按照摩爾比1. 6 0. 56 =2.8X10-5投料混合，緩慢攪拌均勻后，形成溶液A ；
其中HCl用濃度為2. 8 mmol/L的鹽酸水溶液； 投料配制含TEOS的混合液A ；
按照無水乙醇，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和HCl摩爾比為3. 1 0. 042 :2. 2X IO"3 配制B混合液；
其中HCl用濃度為55mmol/L的鹽酸水溶液；投料配制含表面活性劑的混合液B ； 將所形成的溶液A在60°C的水浴條件下冷凝回流90min ；然后往溶液A中加入B混合液，在25-30°C下攪拌反應(yīng)30min后，冷卻至室溫25°C即得到含CTAB的前驅(qū)液； 其中溶液A及B混合液的配比按體積比為1 :2 ；
(2)抽濾、無機(jī)介孔材料組裝
將制備步驟(1)獲得的含有CTAB的前驅(qū)液經(jīng)有機(jī)多孔膜抽濾2次，每次抽濾之間，在抽濾狀態(tài)下間隔5分鐘，隨著抽濾過程中前驅(qū)液中乙醇和水的蒸發(fā)，在表面蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝的作用下，在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜孔道內(nèi)TEOS逐漸水解，并最終形成棒狀介孔二氧化硅材料，即得含有表面活性劑CTAB的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜； 其中有機(jī)多孔膜即為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜；
聚對苯二甲酸乙二醇酯膜優(yōu)選膜直徑47mm，孔直徑200-500 μ m,空隙率10%_15% ；
(3)、膜內(nèi)表面活性劑的洗脫
將步驟(2)制備的含有表面活性劑CTAB聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜置于質(zhì)量百分比濃度37. 5%的濃鹽酸和無水乙醇按體積比為1 :5所組成的混合溶液E中，在60-80°C 恒溫油浴下，浸泡2- 以萃取洗脫膜內(nèi)的表面活性劑CTAB，后分別用去離子水和95%乙醇洗滌3次，最后將洗脫表面活性劑后的復(fù)合介孔膜置于60°C烘箱中干燥池后，即得本發(fā)明的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜。所得的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜內(nèi)的介孔材料的孔徑直徑為3. Onm。本發(fā)明的另一方面，由于該聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜具有耐有機(jī)溶劑的性能，以及該介孔材料具有介孔孔徑的納米尺寸效應(yīng)，因此不僅可將其應(yīng)用于水溶液中尺寸選擇性分子轉(zhuǎn)移和分離，還可將其應(yīng)用于有機(jī)溶劑環(huán)境和液/液界面上尺寸選擇性離子轉(zhuǎn)移等領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)效果
本發(fā)明不僅克服了已有技術(shù)中采用陽極氧化鋁膜作為硬模板所制備的無機(jī)復(fù)合介孔膜脆而易碎，而且不耐酸和堿的缺陷，而且本發(fā)明在現(xiàn)有制備方法的基礎(chǔ)上，采用原材料成本相對陽極氧化鋁膜更為便宜的有機(jī)多孔膜——聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，為避免因焙燒除去表面活性劑的過程中對材料結(jié)構(gòu)的破壞和性能的改變，同時采用萃取洗脫的方法除去表面活性劑，從而制備出一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜。相對于以前報道的無機(jī)復(fù)合介孔膜而言，該膜的柔韌性更好、不宜破裂，而且耐酸和耐堿性更好。另外，該有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔膜因其介孔結(jié)構(gòu)的有序性和孔徑的納米尺寸效應(yīng)，有望應(yīng)用于分子尺寸選擇性轉(zhuǎn)移、膜分離、納米材料的模板合成、催化化學(xué)等領(lǐng)域。本申請人之前的關(guān)于將多孔聚碳酸酯膜做為模板所制備的有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔膜 (專利申請?zhí)?200910054082. 1和201010152255. 1)與本發(fā)明相比，該膜的成本較高，每張多孔聚碳酸酯膜的價格為10元，而本發(fā)明將聚對苯二甲酸乙二醇酯膜作為新型模板所制備的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜雖然也屬于有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔膜，但是，聚對苯二甲酸乙二醇酯膜價格低廉，每張膜的價格為0. 4元。因此，本發(fā)明極大地降低了現(xiàn)有技術(shù)中有機(jī)無機(jī)復(fù)合介孔膜的合成生產(chǎn)成本。另外，該有聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜因其具有耐有機(jī)溶劑的性能，以及該介孔材料具有介孔孔徑的納米尺寸效應(yīng)，因此不僅可將其應(yīng)用于水溶液中尺寸選擇性分子轉(zhuǎn)移和分離，還可將其應(yīng)用于有機(jī)溶劑環(huán)境和液/液界面上尺寸選擇性離子轉(zhuǎn)移等領(lǐng)域。


圖1、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜表面掃描電鏡表征圖
圖2、組裝有介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的膜表面掃描電鏡表征3、組裝有介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的EDS能譜分析表征4、高溫灼燒除去聚對苯二甲酸乙二醇酯膜后的介孔材料的掃描電鏡表征5、組裝有介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的氮氣吸脫附曲線6、在分子轉(zhuǎn)移裝置中，羅丹明B在組裝有孔徑(直徑)為3.0 nm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上進(jìn)行分子轉(zhuǎn)移的照片。圖7、在分子轉(zhuǎn)移裝置中，辣根過氧化物酶在組裝有孔徑(直徑)為3. 0 nm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上進(jìn)行分子轉(zhuǎn)移的照片
圖8、羅丹明B在組裝有孔徑(直徑)為3. 0 nm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上轉(zhuǎn)移的紫外可見分光光譜圖和照片。圖9、辣根過氧化物酶在組裝有孔徑(直徑)為3. 0 nm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上轉(zhuǎn)移的紫外可見分光光譜圖和照片。圖10、羅丹明B和辣根過氧化物酶在組裝有孔徑(直徑)為3. 0 nm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上分子尺寸選擇性轉(zhuǎn)移過程示意圖。圖11、四乙基銨陽離子在該聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜構(gòu)筑的液/液界面上轉(zhuǎn)移的循環(huán)伏安曲線圖(a:空白窗口，b:四乙基銨陽離子)。圖1 2、細(xì)胞色素C在該聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜構(gòu)筑的液/液界面上轉(zhuǎn)移的循環(huán)伏安曲線圖(a:空白窗口，b:細(xì)胞色素C)。圖13、四乙基銨陽離子和細(xì)胞色素C在該聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜構(gòu)筑的液/液界面上轉(zhuǎn)移的尺寸選擇性離子轉(zhuǎn)移過程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行闡述，但并不限制本發(fā)明。
實施例1
組裝有孔徑為直徑3. 0 nm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的制備將7. 68g無水乙醇，11. 57g正硅酸乙酯和Iml鹽酸(2. 8mmol/L)混合，緩慢攪拌均勻后，在60°C的水浴條件下冷凝回流90min ；然后加入15克無水乙醇，1. 52g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)Jml鹽酸(55mmol/L)所組成的混合液后，在常溫25°C下攪拌反應(yīng)30min后， 冷卻至室溫25°C即得到含CTAB的前驅(qū)液。利用抽濾泵(上海摩速科學(xué)器材有限公司生產(chǎn)，HPD-25型無油抽濾泵)和實驗室常備抽濾裝置(1000ml抽濾瓶)，將細(xì)1 (含有CTAB) 的前驅(qū)液分兩次(每次anl)濾過聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(上海豪夏核孔膜公司生產(chǎn)，膜
直徑47mm，孔直徑500μπι，空隙率
15%)，每次抽濾之間，在抽濾狀態(tài)下間隔5min，隨著在抽濾過程中前驅(qū)液中乙醇和水的蒸發(fā)，在表面蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝的作用下，在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜孔道內(nèi)TEOS逐漸水解， 并最終形成棒狀介孔二氧化硅材料；
將上述制備的含有表面活性劑CTAB的復(fù)合介孔膜置于5ml濃鹽酸(質(zhì)量百分比濃度 37. 5%)和25ml無水乙醇所組成的混合溶液中，在60°C恒溫油浴下，浸泡池以萃取洗脫膜內(nèi)的表面活性劑，緊接著分別用去離子水洗滌和95%乙醇分三次，每次2ml洗滌，即可洗脫膜內(nèi)表面活性劑，洗脫率(約為65%)，最后將該膜置于60°C烘箱中干燥池后，從而制得聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜。以上化學(xué)試劑均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。經(jīng)過掃描電鏡(S-3400型SEM掃描電鏡，日本日立公司)，EDS能譜(Quantax
400型能量分散光譜儀，德國Bruker公司)和氮氣吸脫附(ASAP2020氮氣吸脫附儀，美國Micromeritics公司)的分析表征見附圖1_3，可以發(fā)現(xiàn)，上述合成的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的結(jié)構(gòu)特征如下
通過和附圖1所代表的沒有組裝介孔材料的空白聚對苯二甲酸乙二醇酯膜進(jìn)行對比， 附圖2所代表的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的表面可以觀察棒狀材料組裝在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的孔洞中；
通過附圖3可以觀察到膜內(nèi)棒狀材料是由硅和氧元素所組成，即氧化硅材料； 通過附圖4可以觀察到膜內(nèi)棒狀材料是一維棒狀材料，通過附圖5所表現(xiàn)出的IV型氮氣吸脫附曲線，可以確定組裝棒狀材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜具有介孔材料的特性， 且介孔孔徑為3. 0 nm。實施例2
將0. 04 mg/ml的羅丹明B水溶液和0. 04 mg/ml辣根過氧化物酶水溶液分別置于裝有本發(fā)明的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的分子轉(zhuǎn)移裝置中。最終羅丹明B水溶液和 0. 04 mg/ml辣根過氧化物酶水溶液進(jìn)行分子轉(zhuǎn)移的照片如附圖6，7所示。從圖6、7中可以看出紅色的羅丹明染料分子可以從一端透過聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜傳輸?shù)搅硪欢耍鴾\棕色的辣根過氧化物酶分子卻不能從一端透過聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜傳輸?shù)搅硪欢?。利用紫外可見分光光譜法(CarrylOO紫外可見分光光度儀，美國Varian公司)考察水溶液中羅丹明B染料分子(分子尺寸<3. Onm)和辣根過氧化物酶(分子尺寸>3. Onm)在組裝有孔徑直徑為3. Onm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上的尺寸選擇性轉(zhuǎn)移性能。轉(zhuǎn)移的紫外可見分光光譜圖見附圖8、9。通過附圖8可以觀察到羅丹明B染料分子因其分子尺寸小于聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜中的介孔材料的介孔孔徑，因此該分子可以通過該膜轉(zhuǎn)移到另一端而被檢測到；
通過附圖9觀察到辣根過氧化物酶因其分子尺寸大于聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜中的介孔材料的介孔孔徑，因此該分子無法通過該膜轉(zhuǎn)移，因此在傳輸裝置的另一端無法檢測到。本發(fā)明在分子傳輸裝置中，進(jìn)行了不同分子尺寸(尺寸范圍1 5 nm)的羅丹明B染料分子和辣根過氧化物酶在組裝有孔徑直徑為3. Onm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上尺寸選擇性轉(zhuǎn)移行為的實驗，最終結(jié)果如附圖10。附圖10描述了以上所考察的不同分子尺寸的羅丹明B染料分子(Inm)和辣根過氧化物酶(5nm)在組裝有孔徑直徑為3. Onm 介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上尺寸選擇性轉(zhuǎn)移行為的示意圖。通過圖10 可以看出該聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜不僅可以應(yīng)用于分子尺寸選擇性轉(zhuǎn)移，也可用于膜分離領(lǐng)域，分離具有不同分子尺寸的小分子和生物大分子，如氨基酸和蛋白質(zhì)的分離。本發(fā)明在離子轉(zhuǎn)移裝置中，進(jìn)行了四乙基銨陽離子(約0. 5nm)在組裝有孔徑直徑為3. Onm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上尺寸選擇性轉(zhuǎn)移行為的實驗，利用循環(huán)伏安掃描法(CHI600D電化學(xué)工作站，上海辰華電化學(xué)儀器公司)考察四乙基銨陽離子在該復(fù)合介孔膜所構(gòu)筑的液/液(1，2_ 二氯乙烷/水)界面上轉(zhuǎn)移行為，最終結(jié)果如附圖
11。通過附圖11中曲線a所代表的空白窗口和曲線b所代表的四乙基銨陽離子轉(zhuǎn)移曲線， 可以觀察到四乙基銨陽離子在該復(fù)合介孔膜所構(gòu)筑的液/液(1，2_ 二氯乙烷/水)界面上轉(zhuǎn)移的不對稱峰，這主要取決于四乙基銨陽離子離子尺寸小于聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜中的介孔材料的介孔孔徑，因此該離子可以通過該膜所構(gòu)筑的液/液(1，2_ 二氯乙烷/水)界面上轉(zhuǎn)移；
本發(fā)明在離子轉(zhuǎn)移裝置中，進(jìn)行了細(xì)胞色素C (4nm)在組裝有孔徑直徑為3. Onm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上尺寸選擇性轉(zhuǎn)移行為的實驗，最終結(jié)果如附圖
12。附圖12中曲線a所代表的空白窗口和曲線b所代表的細(xì)胞色素C轉(zhuǎn)移曲線，通過附圖 12可以觀察到兩者并沒有很大的變化，這是由于細(xì)胞色素C因其離子尺寸大于聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜中的介孔材料的介孔孔徑，因此該離子不能通過該膜所構(gòu)筑的液/ 液(1，2- 二氯乙烷/水)界面上轉(zhuǎn)移，而只能吸附在復(fù)合介孔膜表面，阻礙了離子的傳輸，因此導(dǎo)致曲線b的阻抗變大。附圖13描述了以上所考察的不同離子尺寸的四乙基銨陽離子和細(xì)胞色素C在組裝有孔徑直徑為3. Onm介孔材料的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜上尺寸選擇性轉(zhuǎn)移行為示意圖。通過圖13可以看出對于離子尺寸大于聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜內(nèi)介孔材料的介孔孔徑的離子是無法通過該復(fù)合介孔膜發(fā)生液/液界面轉(zhuǎn)移。因此，該聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜不僅可以應(yīng)用于離子尺寸選擇性轉(zhuǎn)移，也可用于膜分離領(lǐng)域，分離具有不同離子尺寸的離子，如無機(jī)離子和生物聚離子的分離。以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜，其特征在于在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜 (PET)內(nèi)組裝無機(jī)介孔材料二氧化硅，形成復(fù)合介孔膜；其中聚對苯二甲酸乙二醇酯膜與無機(jī)介孔材料二氧化硅的質(zhì)量比即聚對苯二甲酸乙二醇酯膜無機(jī)介孔材料二氧化硅為4:1。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜，其特征在于所述的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的膜直徑47mm，孔直徑200-500 μ m,空隙率10%_15%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜，其特征在于所述的無機(jī)介孔材料二氧化硅的介孔孔直徑為3. Onm。
4.如權(quán)利要求1、2或3任一權(quán)利要求所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的制備方法，其特征在于利用抽濾的方法將無機(jī)介孔材料組裝在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜內(nèi)的孔洞中制得復(fù)合介孔膜，再利用萃取洗脫的方式除去該復(fù)合膜中介孔材料內(nèi)的表面活性劑，從而得到聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜。
5.如權(quán)利要求4所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的制備方法，其特征在于其具體制備步驟如下(1)、前驅(qū)液的制備將原料無水乙醇，正硅酸乙酯(TEOS)和HCl按照摩爾比1. 6 0. 56 :2. 8X 10_5投料混合，緩慢攪拌均勻后，形成溶液A ；其中HCl的濃度為2. 8 mmol/L的鹽酸水溶液；按照無水乙醇，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和HCl摩爾比為3. 1 0. 042 :2. 2X IO"3 配制B混合液；其中HCl為濃度為55mmol/L的鹽酸水溶液；將所形成的溶液A在60°C的水浴條件下冷凝回流90min ；然后往溶液A中加入B混合液，在25-30°C下攪拌反應(yīng)30min后，冷卻至室溫25°C即得到含CTAB的前驅(qū)液；其中溶液A及B混合液的配比按體積比為1 :2 ；(2 )、抽濾、無機(jī)介孔材料組裝將制備步驟(1)獲得的含有CTAB的前驅(qū)液經(jīng)有機(jī)多孔膜抽濾2次，每次抽濾之間，在抽濾狀態(tài)下間隔5分鐘，隨著抽濾過程中前驅(qū)液中乙醇和水的蒸發(fā)，在表面蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝的作用下，在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜孔道內(nèi)TEOS逐漸水解，并最終形成棒狀介孔二氧化硅材料，即得含有表面活性劑CTAB的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜；其中有機(jī)多孔膜即為聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(PET)；(3)、膜內(nèi)表面活性劑的洗脫將步驟(2)制備的含有表面活性劑CTAB聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜置于質(zhì)量百分比濃度37. 5%的濃鹽酸和無水乙醇按體積比為1 :5所組成的混合溶液E中，在60-80°C 恒溫油浴下，浸泡2- 以萃取洗脫膜內(nèi)的表面活性劑CTAB，后分別用去離子水和95%乙醇洗滌3 5次，最后將洗脫表面活性劑后的復(fù)合介孔膜置于60°C烘箱中干燥池后，即得本發(fā)明的聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜。
6.如權(quán)利要求4所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所用的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的膜直徑47mm，孔直徑200-500 μ m,空隙率 10%-15%ο
7.如權(quán)利要求4所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜的制備方法，其特征在于步驟(2)中所用的無機(jī)介孔材料二氧化硅的介孔孔直徑為3. Onm。
8.如權(quán)利要求1、2或3任一權(quán)利要求所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜用于水溶液中尺寸選擇性分子轉(zhuǎn)移和膜分離領(lǐng)域。
9.如權(quán)利要求1、2或3任一權(quán)利要求所述的一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜用于液/液界面上尺寸選擇性離子轉(zhuǎn)移和膜分離領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明公開一種聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜及其制備方法和應(yīng)用，屬膜材料領(lǐng)域。即在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜內(nèi)組裝介孔材料二氧化硅，形成復(fù)合介孔膜。其制備方法即主要利用抽濾的方法將無機(jī)介孔材料組裝在聚對苯二甲酸乙二醇酯膜內(nèi)的孔洞中制得復(fù)合介孔膜，再利用萃取洗脫的方式除去該復(fù)合膜中介孔材料內(nèi)的表面活性劑，從而得到聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜。本發(fā)明的制備方法，具有簡便和快速的特點。另外，該聚對苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合介孔膜因其耐有機(jī)溶劑性能以及孔徑的納米尺寸效應(yīng)，不僅可將其應(yīng)用于水溶液中尺寸選擇性分子轉(zhuǎn)移和分離還可以將其應(yīng)用于液/液界面上尺寸選擇性離子轉(zhuǎn)移等領(lǐng)域。
文檔編號B01D71/48GK102228808SQ201110098700
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者吳宏慶, 許歡, 陳勇 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院