CN108677256B - 一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，属于复合过滤膜领域，在DMF与乙醇的混合液中溶解Co(NO₃)₂·6H₂O、吡嗪、4,4’‑偶氮吡啶制得A液；在DMF与乙醇的混合液中溶解原卟啉制得B液；将B液滴加至A液中，超声后采用水热法制得钴卟啉片；将钴卟啉片分散于乙醇中，再通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，本发明首先用水热法制备钴卟啉，在其制备中加入4，4’‑偶氮吡啶以使钴卟啉片分隔开来，并形成规整的层次结构，之后再用静电纺丝法将钴卟啉片涂覆在聚丙烯无纺布上形成复合膜，该复合膜可以通过紫外光/可见光的转换来控制大分子通行。

Description

一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合膜的制备方法，更具体一点说，涉及一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法。

背景技术

偶氮苯化合物含有共轭π体系，在紫外光至可见红光波段具有很强的吸收，大多数偶氮苯化合物在紫外光照射下，反式异构体可以高效地转变为顺式异构体，而在加热或可见光照射条件下，顺势异构体又可以完全可逆的转变为反式异构体，本发明在钴卟啉片的制备过程中，加入4,4’-偶氮吡啶作为一种支撑材料将钴卟啉片分隔开来，并竖立在钴卟啉片之间，使钴卟啉片形成规整的层次结构，当钴卟啉片受到紫外光照射时，4,4’-偶氮吡啶由反式结构转变为顺式结构，即4,4’-偶氮吡啶与上层钴卟啉片或下层钴卟啉片的配位键断开，这时在钴卟啉片之间形成通道，可使得某些大分子通过，当紫外光转变为可见光时，4,4’-偶氮吡啶又由顺式结构转变为反式结构，与上层股卟啉片或下层钴卟啉片重新配位连接，通道关闭，大分子不可再通过，聚丙烯无纺布过滤性能良好，常作为复合过滤膜的基布使用，本发明中采用聚丙烯无纺布作为基布，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到该基布上，可制得一种通过紫外光控制大分子通行的新型复合过滤膜。

发明内容

本发明的目的在于提供具有制备简单、可控制大分子通行等技术特点的一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤1)：将84-96mlN’N-二甲基甲酰胺与30ml乙醇混合，加入7.5-8.5mg吡嗪、43.5-44.5mgCo(NO₃)₂·6H₂O、9.1-9.3mg4,4’-偶氮吡啶，充分搅拌溶解，获得溶液A；

步骤2)：将28-32mlN’N-二甲基甲酰胺与10ml乙醇混合，加入39-41mg原卟啉，充分搅拌，获得溶液B，将溶液A置于磁力搅拌器上中速搅拌，再将溶液B以1-2滴/秒的速度滴加到A溶液中，获得溶液C；

步骤3)：将步骤2)获得的溶液C超声15-25min，倒入反应釜中，置于75-85℃的烘箱内反应23-25h，再将溶液倒入离心管中，在5000-8000r/s的转速下离心10min，去掉上清液得到深紫色沉淀，将该沉淀物放入60-70℃烘箱内烘干，获得钴卟啉片；

步骤4)：将步骤3)获得的钴卟啉片分散于100-120ml无水乙醇中，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，所述静电纺丝方法参数为：喷射速率1.5-1.7ml/h，电压22-26kv，针头与收集端距离为12-14cm，喷涂完毕取下聚丙烯无纺基布，获得到涂覆了钴卟啉片的复合膜。

本发明一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤1)：将90mlN’N-二甲基甲酰胺与30ml乙醇混合，加入8mg吡嗪、44mgCo(NO₃)₂·6H₂O、9.2mg4,4’-偶氮吡啶，充分搅拌溶解，获得溶液A；

步骤2)：将30mlN’N-二甲基甲酰胺与10ml乙醇混合，加入40mg原卟啉，充分搅拌，获得溶液B，将溶液A置于磁力搅拌器上中速搅拌，再将溶液B以1.5滴/秒的速度滴加到A溶液中，获得溶液C；

步骤3)：将步骤2)获得的溶液C超声20min，倒入反应釜中，置于80℃的烘箱内反应24h，再将溶液倒入离心管中，在6500r/s的转速下离心10min，去掉上清液得到深紫色沉淀，将该沉淀物放入65℃烘箱内烘干，获得钴卟啉片；

步骤4)：将步骤3)获得的钴卟啉片分散于115ml无水乙醇中，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，所述静电纺丝方法参数为：喷射速率1.6ml/h，电压24kv，针头与收集端距离为13cm，喷涂完毕取下聚丙烯无纺基布，获得到涂覆了钴卟啉片的复合膜。

与现有技术对比本发明的有益效果：

1)以DMF与乙醇(V:V＝2.8-3.2:1)的混合液作为溶剂，可以有效地溶解Co(NO₃)₂·6H₂O、吡嗪、4,4’-偶氮吡啶和原卟啉；

2)4,4’-偶氮吡啶为9.1-9.3mg，若本发明偏离该范围值，容易造成多层卟啉片堆积在一起形成卟啉块，使得卟啉片之间无法达到预期结构；

3)硝酸钴可以使4,4’-偶氮吡啶中苯环上的氮原子与钴离子配位，从而达到用4,4’-偶氮吡啶来支撑起卟啉片的效果，且硝酸钴中的阴离子中只有氮元素和氧元素，不会对实验造成多余的影响；

4)通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，可以将钴卟啉片较为均匀的分布在聚丙烯无纺布上，从而形成膜。

具体实施方式

以下通过具体的实施方式对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不受以下实施例的限制。

实施例1

本发明一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤1)：将84mlN’N-二甲基甲酰胺与30ml乙醇混合，加入7.5mg吡嗪、43.5mgCo(NO₃)₂·6H₂O、9.1mg4,4’-偶氮吡啶，充分搅拌溶解，获得溶液A；

步骤2)：将28mlN’N-二甲基甲酰胺与10ml乙醇混合，加入39mg原卟啉，充分搅拌，获得溶液B，将溶液A置于磁力搅拌器上中速搅拌，再将溶液B以1滴/秒的速度滴加到A溶液中，获得溶液C；

步骤3)：将步骤2)获得的溶液C超声15min，倒入反应釜中，置于75℃的烘箱内反应23h，再将溶液倒入离心管中，在5000r/s的转速下离心10min，去掉上清液得到深紫色沉淀，将该沉淀物放入60℃烘箱内烘干，获得钴卟啉片；

步骤4)：将步骤3)获得的钴卟啉片分散于100ml无水乙醇中，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，所述静电纺丝方法参数为：喷射速率1.5ml/h，电压22kv，针头与收集端距离为12cm，喷涂完毕取下聚丙烯无纺基布，获得到涂覆了钴卟啉片的复合膜。

实施例2

本发明一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤1)：将90mlN’N-二甲基甲酰胺与30ml乙醇混合，加入8mg吡嗪、44mgCo(NO₃)₂·6H₂O、9.2mg4,4’-偶氮吡啶，充分搅拌溶解，获得溶液A；

步骤2)：将30mlN’N-二甲基甲酰胺与10ml乙醇混合，加入40mg原卟啉，充分搅拌，获得溶液B，将溶液A置于磁力搅拌器上中速搅拌，再将溶液B以1.5滴/秒的速度滴加到A溶液中，获得溶液C；

步骤3)：将步骤2)获得的溶液C超声20min，倒入反应釜中，置于80℃的烘箱内反应24h，再将溶液倒入离心管中，在6500r/s的转速下离心10min，去掉上清液得到深紫色沉淀，将该沉淀物放入65℃烘箱内烘干，获得钴卟啉片；

步骤4)：将步骤3)获得的钴卟啉片分散于115ml无水乙醇中，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，所述静电纺丝方法参数为：喷射速率1.6ml/h，电压24kv，针头与收集端距离为13cm，喷涂完毕取下聚丙烯无纺基布，获得到涂覆了钴卟啉片的复合膜。

实施例3

本发明一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，包括如下制备步骤：

步骤1)：将96mlN’N-二甲基甲酰胺与30ml乙醇混合，加入8.5mg吡嗪、44.5mgCo(NO₃)₂·6H₂O、9.3mg4,4’-偶氮吡啶，充分搅拌溶解，获得溶液A；

步骤2)：将32mlN’N-二甲基甲酰胺与10ml乙醇混合，加入41mg原卟啉，充分搅拌，获得溶液B，将溶液A置于磁力搅拌器上中速搅拌，再将溶液B以1-2滴/秒的速度滴加到A溶液中，获得溶液C；

步骤3)：将步骤2)获得的溶液C超声25min，倒入反应釜中，置于85℃的烘箱内反应25h，再将溶液倒入离心管中，在8000r/s的转速下离心10min，去掉上清液得到深紫色沉淀，将该沉淀物放入70℃烘箱内烘干，获得钴卟啉片；

步骤4)：将步骤3)获得的钴卟啉片分散于120ml无水乙醇中，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，所述静电纺丝方法参数为：喷射速率1.7ml/h，电压26kv，针头与收集端距离为14cm，喷涂完毕取下聚丙烯无纺基布，获得到涂覆了钴卟啉片的复合膜。

最后，需要注意的是，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：

步骤1)：将84-96mlN’N-二甲基甲酰胺与30ml乙醇混合，加入7.5-8.5mg吡嗪、43.5-44.5mgCo(NO₃)₂·6H₂O、9.1-9.3mg4,4’-偶氮吡啶，充分搅拌溶解，获得溶液A；

步骤2)：将28-32mlN’N-二甲基甲酰胺与10ml乙醇混合，加入39-41mg原卟啉，充分搅拌，获得溶液B，将溶液A置于磁力搅拌器上中速搅拌，再将溶液B以1-2滴/秒的速度滴加到A溶液中，获得溶液C；

步骤3)：将步骤2)获得的溶液C超声15-25min，倒入反应釜中，置于75-85℃的烘箱内反应23-25h，再将溶液倒入离心管中，在5000-8000r/s的转速下离心10min，去掉上清液得到深紫色沉淀，将该沉淀物放入60-70℃烘箱内烘干，获得钴卟啉片；

步骤4)：将步骤3)获得的钴卟啉片分散于100-120ml无水乙醇中，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，所述静电纺丝方法参数为：喷射速率1.5-1.7ml/h，电压22-26kv，针头与收集端距离为12-14cm，喷涂完毕取下聚丙烯无纺基布，获得到涂覆了钴卟啉片的复合膜。

2.一种通过紫外光控制大分子通行的复合膜的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：

步骤1)：将90mlN’N-二甲基甲酰胺与30ml乙醇混合，加入8mg吡嗪、44mgCo(NO₃)₂·6H₂O、9.2mg4,4’-偶氮吡啶，充分搅拌溶解，获得溶液A；

步骤2)：将30mlN’N-二甲基甲酰胺与10ml乙醇混合，加入40mg原卟啉，充分搅拌，获得溶液B，将溶液A置于磁力搅拌器上中速搅拌，再将溶液B以1.5滴/秒的速度滴加到A溶液中，获得溶液C；

步骤3)：将步骤2)获得的溶液C超声20min，倒入反应釜中，置于80℃的烘箱内反应24h，再将溶液倒入离心管中，在6500r/s的转速下离心10min，去掉上清液得到深紫色沉淀，将该沉淀物放入65℃烘箱内烘干，获得钴卟啉片；

步骤4)：将步骤3)获得的钴卟啉片分散于115ml无水乙醇中，通过静电纺丝方法将钴卟啉片喷涂到聚丙烯无纺基布上，所述静电纺丝方法参数为：喷射速率1.6ml/h，电压24kv，针头与收集端距离为13cm，喷涂完毕取下聚丙烯无纺基布，获得到涂覆了钴卟啉片的复合膜。