CN104209023B - 磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用 - Google Patents
磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104209023B CN104209023B CN201410427052.7A CN201410427052A CN104209023B CN 104209023 B CN104209023 B CN 104209023B CN 201410427052 A CN201410427052 A CN 201410427052A CN 104209023 B CN104209023 B CN 104209023B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon dioxide
- ether
- ketone
- dioxide microsphere
- sulfonated polyether
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
本发明公开了一种磺化聚醚醚酮‑磺化二氧化硅微球杂化膜，该杂化膜是由磺化聚醚醚酮‑磺化二氧化硅微球构成，其制备过程包括：以法合成的二氧化硅微球与3‑(异丁烯酰)丙基三甲氧基硅烷进行反应，得双键修饰的二氧化硅微球；然后将双键修饰的二氧化硅微球与乙烯基苯磺酸钠在引发剂的作用下制备磺化二氧化硅微球；磺化二氧化硅微球与磺化聚醚醚酮溶液共混得到铸膜液，经流延法制得该杂化膜。本发明的优点在于：原料易得，制备过程简便可控，制得的磺化聚醚醚酮‑磺化二氧化硅微球杂化膜应用于CO2/CH4气体分离，具有较高的选择性和渗透性。
Description
技术领域
本发明涉及一种磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用，属于膜分离技术领域。
背景技术
有机-无机复合膜兼具有机、无机组分的特点，具有良好的分离特性和物化稳定性，已成为近年来的研究热点。与高分子膜相比，添加无机颗粒能够使杂化膜的分离性能得到提高，但无机颗粒和高分子材料之间的相容性还有待改善。如何增强无机颗粒和高分子界面间作用力，最主要的方法是用各种修饰剂改性无机颗粒表面，提高无机颗粒和高分子基质间的作用力。对无机颗粒进行功能化改性，以提高膜的渗透性和分离性能，推动膜技术的发展。
磺化聚醚醚铜(SPEEK)是一种性能优良的膜材料，已被应用于气体分离技术领域。但是由于SPEEK作为一种玻璃态的高分子，渗透性低，限制了它在更多领域的推广应用。在气体分离过程中，通常有水蒸气存在，而大部分膜材料耐水稳定性受到限制，杂化膜中的高分子基质材料的耐水性对于实际的工业应用具有重要的作用。
有效的亲水化改性已经成为高性能气体分离膜的重要研究内容。对SPEEK膜的改性方法主要有接枝、共聚和有机共混等途径，在基体中引入亲水性基团，提高其表面能引。近年来对其无机共混改性的研究也逐渐活跃，已报道的无机组分主要有二氧化硅、二氧化锆、氧化铝、二氧化钛和一些小分子的无机盐。在SPEEK中掺杂无机物使其兼有SPEEK高分子良好的柔韧性、成膜性和易加工性，及无机膜的耐高温、耐腐蚀和高机械强度等特征，而将无机粒子进行氨基改性后，不仅能提高界面相容性，改善界面缺陷，还能提高渗透性和选择性膜的分离性能。
相对于片状粒子(蒙脱土)和管状粒子(碳纳米管)，球形填充物(二氧化硅)可以和聚合物主体充分接触并更好地分散，从而有效抑制非理想型界面缺陷。从颗粒的尺寸看，粒径过大(微米尺度)或过小(纳米尺度)会导致其沉降或团聚，进而形成非选择性缺陷，因此亚微米尺度(0.1～1um)是比较适宜尺度便于获得均匀的杂化膜。苯乙烯磺酸钠含磺酸基团和酸性气体CO2之间具有极作用，苯乙烯磺酸钠通过聚合反应，聚合在微球表面，不仅为CO2传递提供快速传递通道，还能提高高分子与界面的相容性。到目前为止，磺化聚醚醚酮/磺化二氧化硅微球杂化膜用于气体分离未见文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用。以此方法制备的气体分离杂化膜，用于分离CO2/CH4混合气体，具有良好的分离效果。该制备方法过程简单易操作，绿色环保。
本发明一种磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜，该磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜厚度为55～80微米，由磺化聚醚醚酮与磺化二氧化硅微球构成，其中磺化聚醚醚酮与磺化二氧化硅微球质量比为(0.80～0.95)：(0.20～0.05)所述的磺化聚醚醚酮磺化度为45～75％。
上述磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、磺化二氧化硅微球的制备：
首先，采用方法合成直径约100～800nm的二氧化硅球：将正硅酸乙酯与氨水(质量分数25％)按质量比为(0.5～10)：1分散到无水乙醇中，在室温下搅拌24h；向上述溶液中加入3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯，正硅酸乙酯与3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯的质量比为(1～20)：1，然后室温下继续搅拌24h；离心并用水洗涤三次，乙醇洗涤一次，干燥后得到双键修饰的二氧化硅微球；采用沉淀共蒸馏法制备磺化二氧化硅微球，过程是：将双键修饰的二氧化硅微球、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯和2,2-偶氮二异丁腈按15：(10～30)：(10～30)：1的质量比分散到乙腈中，配置为质量分数为1～5％悬浊液，将上述悬浊液加入到反应容器中，加热使悬浊液沸腾，发生自由基聚合在二氧化硅微球表面形成高分子层；通过控制反应时间来调节聚合层的厚度，反应结束后，离心洗涤干燥得磺化二氧化硅微球；
步骤二、磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的制备：
室温搅拌下，将磺化度为45～75％的磺化聚醚醚酮加入到N,N-二甲基乙酰胺溶剂中配制成浓度为5～15％的磺化聚醚醚酮溶液；按磺化聚醚醚酮溶液中的磺化聚醚醚酮与步骤一制得的磺化二氧化硅微球质量比为(0.80～0.95)：(0.20～0.05)，将磺化二氧化硅微球分散于N,N-二甲基乙酰胺溶剂中超声12～36小时，并加入10％的磺化聚醚醚酮溶液中，搅拌24h，静置1～3h脱泡，得磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球铸膜液；将该铸膜液倾倒在玻璃培养皿中，首先温度60℃干燥12小时后，然后温度80℃干燥12小时，得到磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜。
将上述制得的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜，用于CO2/CH4的分离，选择性为29～50，渗透性为699～1321barrer。
本发明的优点在于：制备过程简便可控，原料易得，条件温和，制得的磺化聚醚醚酮/磺化二氧化硅杂化膜用于CO2/CH4气体分离，构建CO2传递通道，促进CO2的传递，具有优异的气体分离性能。特别是该杂化膜具有较高的CO2/CH4选择性和渗透性，较纯磺化聚醚醚酮膜，分别提高了88％和151％，并且强度也有所提高。
附图说明
图1为实施例1制得的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图；
图2为实施例2制得的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图；
图3为实施例3制得的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图；
图4为实施例4制得的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图；
图5为对比例1制得的纯磺化聚醚醚酮均质膜的断面局部SEM图；
图6为对比例2制得的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图；
图7为对比例3制得的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图；
图8为对比例4制得的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图；
图9为对比例5制得的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜的断面局部SEM图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作详细描述，提供实施例是为了理解的方便，绝不是限制本发明。
对比例1：制备厚约55μm的纯磺化聚醚醚酮均质膜
称取0.6g磺化度为65％的磺化聚醚醚酮和10g N,N-二甲基乙酰胺在500r/min磁力搅拌下室温搅拌24h，使高分子全部溶解，得磺化聚醚醚酮溶液，用铜网过滤，静置2h脱泡制得纯磺化聚醚醚酮铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，置于烘箱中，分别在60℃及80℃下依次干燥12h，得到厚约55μm均质膜，图5示出了该纯磺化聚醚醚酮均质膜的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用对比例1制得的纯磺化聚醚醚酮均质膜进行纯CO2渗透性能测试，CO2渗透系数分别为525barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为26.7。
对比例2：制备厚约60μm的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜
(1)制备二氧化硅微球
首先采用方法合成直径约300nm的二氧化硅球：将正硅酸乙酯(TEOS)12m L、质量分数为25％的氨水20mL)分散到200mL无水乙醇中，在室温下搅拌24h。离心分别用水洗涤三次、乙醇洗涤一次，干燥后得二氧化硅微球。
(2)制备磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜
称取0.6g磺化度为65％的磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺，在磁力搅拌下室温搅拌12h，使高分子全部溶解得磺化聚醚醚酮溶液。将上述制得的二氧化硅微球0.03g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡，制得磺化聚醚醚酮-二氧化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，分别在60℃及80℃下干燥12h，得到厚约60μm均质的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜，图6示出了该杂化膜的的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用对比例2制得的杂化膜进行纯CO2和纯CH4渗透性能测试，CO2渗透系数分别为678barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为27.8。
实施例1：制备厚约60μm的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜
(1)制备磺化二氧化硅微球
首先采用方法合成直径约300nm的二氧化硅球：将TEOS12m L、质量分数为25％的氨水20mL分散到200mL无水乙醇中，在室温下搅拌24h。然后向上述溶液中加入1.0mL的3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯，然后室温下继续搅拌24h。离心分别用水洗涤三次、乙醇洗涤一次，干燥后得到双键修饰的二氧化硅微球。
采用沉淀共蒸馏法制备磺化二氧化硅微球，具体过程如下：将上述得到的双键修饰的二氧化硅微球0.30g、苯乙烯磺酸钠0.40g、苯乙烯0.40mL和2,2-偶氮二异丁腈0.02g分散到40mL的乙腈中，得悬浊液A，将上述悬浊液A加入到100mL的单口圆底烧瓶中，加热使该悬浊液A沸腾，发生自由基聚合在二氧化硅微球表面形成高分子层。在70分钟内蒸出大约20mL乙腈后，离心分别用水洗涤三次、乙醇洗涤一次，得磺化二氧化硅微球。
(2)制备磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜
称取磺化度为65％的0.6g磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺，在500r/min磁力搅拌下室温搅拌12h，使磺化聚醚醚酮全部溶解得到磺化聚醚醚酮溶液。将上述制得的磺化二氧化硅微球0.03g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡，制得磺化聚醚醚酮-磺化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，置于烘箱中，分别在60℃及80℃下依次干燥12h，得到厚约60μm均质的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜，图1示出了该杂化膜的的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用实施例1制备得到的杂化膜进行纯CO2渗透性能测试，CO2渗透系数分别为577barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为33.2。
从图1，图5和图6可以看出，与对比例1中的纯磺化聚醚醚酮膜相比，在填充无机颗粒质量分数占高分子质量分数的5％的杂化膜(对比例1和实施例1)的界面形态结构发生明显的变化，由较为平整变为凸起火山状的结构，且实施例1中填充磺化二氧化硅微球的杂化膜与对比例2中填充未修饰的二氧化硅微球的杂化膜相比，颗粒在膜中的分散性得到提高，说明磺化修饰一定程度上提高了微球的的分散性。通过对比例2和实施例1的气体分离性能相比，与填充未修饰的二氧化钛微球的杂化膜相比，填充二氧化硅微球的杂化膜的气体分离性能得到提高。
对比例3：制备厚约65μm的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜
称取0.6g磺化度为65％的磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺，在磁力搅拌下室温搅拌12h，使高分子全部溶解得磺化聚醚醚酮溶液。将对比例2制得的二氧化硅微球0.06g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡，制得磺化聚醚醚酮-二氧化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，分别在60℃及80℃下干燥12h，得到厚约65μm均质的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜，图7示出了该杂化膜的的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用对比例3制得的杂化膜进行纯CO2和纯CH4渗透性能测试，CO2渗透系数分别为732barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为30.4。
实施例2：制备厚约65μm的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜
称取磺化度为65％的0.6g磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺在500r/min磁力搅拌下室温搅拌12h，使高分子全部溶解制得磺化聚醚醚酮溶液。将实施例1制得的氨基化二氧化硅微球0.06g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡制得磺化聚醚醚酮-磺化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，置于烘箱中，分别在60℃及80℃下干燥12h，得到厚约65μm均质的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜，图2示出了该杂化膜的的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用实施例2制备得到的杂化膜进行纯CO2渗透性能测试，CO2渗透系数分别为862barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为33.7。
从图2和图7可以看出，与对比例3中的二氧化硅微球的质量分数占高分子质量10％的杂化膜相比，在实施例2中相同填充量的磺化二氧化硅微球杂化膜中，颗粒在膜中的分散性得到提高，说明磺化修饰一定程度上提高了微球的分散性。通过对比例3和实施例2的气体分离性能相比，与填充未修饰的二氧化硅微球的杂化膜相比，填充磺化二氧化硅微球的杂化膜的气体分离性能得到提高。
对比例4：制备厚约70μm的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜
称取0.6g磺化度为65％的磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺，在磁力搅拌下室温搅拌12h，使高分子全部溶解制得磺化聚醚醚酮溶液。将对比例2制得的二氧化硅微球0.09g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡，制得磺化聚醚醚酮-二氧化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，分别在60℃及80℃下依次干燥12h，得到厚约70μm均质的膜。在室温、1bar条件下进行纯CO2和纯CH4渗透性能测试，CO2渗透系数分别为1241barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为21.8。
实施例3：制备厚约70μm的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜
称取磺化度为65％的0.6g磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺在500r/min磁力搅拌下室温搅拌12h，使高分子全部溶解。将实施例1制得的氨基化二氧化硅微球0.09g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡制得磺化聚醚醚酮-磺化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，置于烘箱中，分别在60℃及80℃下干燥12h，得到厚约70μm均质的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜，图3示出了该杂化膜的的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用实施例3制备得到的杂化膜进行纯CO2渗透性能测试，CO2渗透系数分别为1204barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为48.8。
从图3和图8可以看出，与对比例4中的二氧化硅的质量分数占高分子质量15％的杂化膜相比，在实施例3中相同填充量的磺化二氧化硅微球的杂化膜中，颗粒在膜中的分散性得到提高，说明磺化修饰提高了微球的分散性。通过对比例4和实施例3的气体分离性能相比，与填充未修饰的二氧化硅的杂化膜相比，填充磺化二氧化硅微球的杂化膜的气体分离性能得到提高。
对比例5：制备厚约80μm的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜
称取0.6g磺化度为65％的磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺，在磁力搅拌下室温搅拌12h，使高分子全部溶解。将对比例2制得的二氧化硅微球0.12g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡，制得磺化聚醚醚酮-二氧化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，分别在60℃及80℃下干燥12h，得到厚约80μm均质的磺化聚醚醚酮-二氧化硅微球杂化膜，图8示出了该杂化膜的的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用对比例3制备得到的杂化膜进行纯CO2和纯CH4渗透性能测试，CO2渗透系数分别为1421barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为19.2。
实施例4：制备厚约80μm的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜
称取磺化度为65％的0.6g磺化聚醚醚酮和6g N,N-二甲基乙酰胺在500r/min磁力搅拌下室温搅拌12h，使高分子全部溶解。将实施例1制得的氨基化二氧化硅微球0.12g，加入4g DMAc，超声24h，加入到上述磺化聚醚醚酮溶液中，12h后停止搅拌，用铜网过滤，静置2h脱泡，制得磺化聚醚醚酮-磺化硅微铸膜液，将该铸膜液倾倒于洁净的玻璃培养皿(Φ100mm)中，置于烘箱中，分别在60℃及80℃下干燥12h，得到厚约80μm均质的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜，图4示出了该杂化膜的的断面局部SEM图。
在室温、1bar条件下，利用实施例3制备得到的杂化膜进行纯CO2渗透性能测试，CO2渗透系数分别为1321barrer(1barrer＝10-10cm3(STP)cm/(cm2s cmHg))，CO2/CH4理想选择性为50.3。
从图4和图9可以看出，与对比例5中的二氧化硅的质量分数占高分子质量20％的杂化膜相比，在实施例4中相同填充量的氨基化二氧化硅微球的杂化膜中，颗粒在膜中的分散性得到提高，说明磺化修饰一定程度上提高了微球的分散性。通过对比例5和实施例4的气体分离性能相比，与填充未修饰的二氧化硅微球的杂化膜相比，填充磺化二氧化硅微球的杂化膜的气体分离性能得到提高。
尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (2)
1.一种磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的制备方法，该磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜厚度为55～80微米，由磺化聚醚醚酮与磺化二氧化硅微球构成，其中磺化聚醚醚酮与磺化二氧化硅微球质量比为(0.80～0.95)：(0.20～0.05)，所述的磺化聚醚醚酮磺化度为45～75％；其特征在于，制备方法包括以下步骤：
步骤一、磺化二氧化硅微球的制备
首先，采用方法合成直径100～800nm的二氧化硅球：将正硅酸乙酯与质量分数25％的氨水按质量比为(0.5～10)：1分散到无水乙醇中，在室温下搅拌24h；向上述溶液中加入3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯，正硅酸乙酯与3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯的质量比为(1～20)：1，然后室温下继续搅拌24h；离心并用水洗涤三次，乙醇洗涤一次，干燥后得到双键修饰的二氧化硅微球；
采用沉淀共蒸馏法制备磺化二氧化硅微球，过程是：将双键修饰的二氧化硅微球、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯和2,2-偶氮二异丁腈按15：(10～30)：(10～30)：1的质量比分散到乙腈中，配置为质量分数为1～5％悬浊液，将上述悬浊液加入到反应容器中，加热使悬浊液沸腾，发生自由基聚合在二氧化硅微球表面形成高分子层；通过控制反应时间来调节聚合层的厚度，反应结束后，离心洗涤干燥得磺化二氧化硅微球；
步骤二、磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的制备
室温搅拌下，将磺化度为45～75％的磺化聚醚醚酮加入到N,N-二甲基乙酰胺溶剂中配制成浓度为10％的磺化聚醚醚酮溶液；
按磺化聚醚醚酮溶液中的磺化聚醚醚酮与步骤一制得的磺化二氧化硅微球质量比为(0.80～0.95)：(0.20～0.05)，将磺化二氧化硅微球分散于N,N-二甲基乙酰胺溶剂中超声12～36小时，并加入10％的磺化聚醚醚酮溶液中，搅拌24h，静置1～3h脱泡，得磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球铸膜液；
将该铸膜液倾倒在玻璃培养皿中，首先温度60℃干燥12小时后，然后温度80℃干燥12小时，得到磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜。
2.一种根据权利要求1所述方法制得的磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜的应用，用于CO2/CH4的分离，选择性为29～50，渗透性为699～1321barrer。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410427052.7A CN104209023B (zh) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | 磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410427052.7A CN104209023B (zh) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | 磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104209023A CN104209023A (zh) | 2014-12-17 |
| CN104209023B true CN104209023B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=52091167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410427052.7A Expired - Fee Related CN104209023B (zh) | 2014-08-27 | 2014-08-27 | 磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104209023B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104587844B (zh) * | 2015-01-08 | 2016-10-19 | 天津大学 | 一种含磺酸功能化空心纳米水凝胶的复合膜及制备和应用 |
| CN105694358B (zh) * | 2016-04-08 | 2019-03-22 | 天津工业大学 | 磺化聚醚醚酮-磺化氧化石墨烯杂化膜及制备和应用 |
| CN108745002B (zh) * | 2018-06-08 | 2020-11-24 | 太原理工大学 | 一种原位掺杂碳量子点的磺化聚醚醚酮混合基质膜及其制备方法和应用 |
| CN109880285A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-14 | 山东星火科学技术研究院 | 一种高密度磺化聚醚醚酮的制备方法 |
| CN114272680B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-04-11 | 武汉维晨科技有限公司 | 基于纳米纤维和聚合物微球的复合层析过滤膜材料及其制备方法 |
| CN114367202B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-01-31 | 安徽大学 | 一种碱式扩散渗析用磺化聚醚醚酮/磺化介孔氧化硅复合膜材料的制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101637267B1 (ko) * | 2010-12-02 | 2016-07-08 | 현대자동차 주식회사 | 양이온 교환기를 갖는 폴리(아릴렌에테르) 공중합체, 이의 제조 방법 및 이의 용도 |
| CN102108132B (zh) * | 2011-01-19 | 2012-10-10 | 天津大学 | 磺化聚醚醚酮-羧酸化二氧化钛杂化膜的制备及其应用 |
| CN103351576B (zh) * | 2013-08-15 | 2015-05-20 | 天津大学 | 咪唑微囊负载杂多酸-磺化聚醚醚酮复合膜及制备和应用 |
| CN103897336A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-07-02 | 天津大学 | 磺化聚醚醚酮/磷酸化介孔二氧化硅杂化膜制备及应用 |
-
2014
- 2014-08-27 CN CN201410427052.7A patent/CN104209023B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104209023A (zh) | 2014-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104209023B (zh) | 磺化聚醚醚酮-磺化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用 | |
| 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 | |
| CN104437124B (zh) | 一种自清洁型聚偏氟乙烯微孔膜及其制备方法 | |
| CN103588920B (zh) | 单分散多孔聚合物纳米微囊的新型制备方法 | |
| CN104548950B (zh) | 无机纳米粒子增强型聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 | |
| CN103341172A (zh) | 一种双孔多糖微球及其制备方法、用途 | |
| CN105694358B (zh) | 磺化聚醚醚酮-磺化氧化石墨烯杂化膜及制备和应用 | |
| CN103450487B (zh) | 一种亲疏水性可调的纳米SiO2粉体 | |
| CN102068921B (zh) | 一种pH敏感聚偏氟乙烯凝胶膜及其制备方法 | |
| CN103254784A (zh) | 一种基于改性疏水SiO2自清洁涂料的配方及其制备方法 | |
| CN102558599A (zh) | 一种表层含介孔硅胶的硅酸/海藻酸钙杂化材料的制备方法 | |
| CN102225249A (zh) | 一种有机-无机杂化毛细管整体柱的制备方法 | |
| CN104212154B (zh) | 磺化聚醚醚酮-氨基化二氧化硅微球杂化膜及制备和应用 | |
| CN104437122B (zh) | 一种具有防污性能的pvdf膜及其制备方法 | |
| CN102247765B (zh) | 中空介孔二氧化硅球-聚合物杂化超滤膜及其制备方法 | |
| CN106661263A (zh) | 多孔性纤维素介质的制造方法 | |
| CN107952375A (zh) | 一种基于atrp法的抗污染聚砜/氧化石墨烯共混超滤膜的制备方法 | |
| CN103990384A (zh) | 一种新型有机-无机杂化微孔分离膜的制备方法 | |
| CN106268703A (zh) | Dna免疫吸附剂及其制备方法 | |
| Li et al. | Hollow mesoporous silica spheres/polyethersulfone composite ultrafiltration membrane with enhanced antifouling property | |
| 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 | |
| CN106432816B (zh) | 一种高流速多糖微球及其制备方法 | |
| CN103170260A (zh) | 一种基于改性纳米二氧化钛的中空超滤膜纤维的制备工艺 | |
| CN104028121B (zh) | 磺化聚醚醚酮-氨基修饰钛纳米管杂化膜及制备和应用 | |
| CN106565908A (zh) | 一种单分散大粒径聚合物微球的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160817 Termination date: 20210827 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |