CN108722207A - 一种Janus复合膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Janus复合膜的制备方法，该种膜一侧具有疏水性能，另外一侧具有亲水性能，适用于油水分离、膜蒸馏等不同领域应用。按以下步骤实现。一、用蠕动泵将pH=8.5的多巴胺与脂肪胺的混合涂覆液通入膜组件中选择层一侧；同时，用蠕动泵将同浓度的氯化钠水溶液通入膜组件另外一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗；二、用蠕动泵将pH=8.5的多巴胺/KH560涂覆液通过多孔膜的多孔侧；同时使用蠕动泵将同浓度的氯化钠溶液通过多孔膜选择层一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗。该种膜的疏水侧接触角可达135度以上，亲水侧接触角可达15度以下，在油水分离及膜蒸馏脱盐领域具有广阔应用前景。

Description

一种Janus复合膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种膜的制备方法。
背景技术
人类对于超浸润材料的认识由来已久，近年来，由于科学家开始对自然界中超浸润材料的微观结构进行观察与模仿，超浸润材料相关的研究蓬勃发展，在基础到应用的各个领域中取得了一系列重大突破。如今，在超浮力、纺织、膜蒸馏脱盐、传感、油水分离、能量转换等领域中，经过重新设计组合的超浸润材料已经获得了广泛的应用。
多数已报道的超浸润材料大多为超疏水/或者超亲水材料中的一种，近年来，上下表面具有浸润性截然不同的Janus膜材料的出现为研究超浸润材料的应用提供新的思路。近年来，已有研究表明，选择层超疏水，多孔支撑层超亲水的膜可以实现构筑水分子的单向通道，从而去除油品中少量的水，也可以利用膜蒸馏过程高效脱盐，应用前景广泛。
发明内容
本发明目的是为了构筑一种具有截然不同浸润性质的Janus膜，为油水分离、膜蒸馏脱盐提供新思路。本发明利用膜组件形成的隔离的水通道，分别对多孔膜的上下表面进行亲水涂覆与疏水涂覆，以实现构筑浸润性截然不同的Janus膜。
本发明涉及一种Janus复合膜的制备方法，按以下步骤实现：
步骤一、用蠕动泵将pH=8.5的多巴胺与脂肪胺的混合涂覆液通入多孔膜组件中选择层一侧；同时，用蠕动泵将同浓度的氯化钠水溶液通入膜组件另外一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗；
步骤二、然后用蠕动泵将pH=8.5的多巴胺/KH560涂覆液通过多孔膜的多孔侧；同时使用蠕动泵将同浓度的氯化钠溶液通过多孔膜选择层一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗；最终获得选择层表面为疏水，多孔侧表面为亲水的Janus膜。
进一步地限定，步骤一中多孔膜为聚偏氟乙烯膜、聚丙烯腈膜、醋酸纤维素膜、聚砜膜、聚醚砜膜、陶瓷膜等多孔膜中的一种。
进一步地限定，步骤一中膜组件形式可以是卷式，平板式、中空纤维式膜组件的一种。
进一步地限定，步骤二中多巴胺浓度为0.5g/L~5.0 g/L，步骤二中脂肪族胺的浓度为0.5g/L~2.0 g/L，氯化钠溶液浓度为多巴胺浓度与脂肪族胺溶液浓度和相同。
进一步地限定，步骤三中多巴胺浓度为0.5g/L~5.0 g/L，KH560浓度为0.5g/L~2.0g/L；氯化钠溶液浓度为多巴胺浓度与KH560溶液浓度和相同。
本发明制备的Janus复合膜的制备的选择层表面为疏水，多孔侧表面为亲水的Janus膜，该种膜的疏水侧接触角可达135度以上，亲水侧接触角可达15度以下，在油水分离及膜蒸馏脱盐领域具有广阔应用前景，适用于油水分离、膜蒸馏等不同领域应用。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
实施例1：
本实施例中一种Janus复合膜的制备方法，按以下步骤实现：
一、选用选择层为外表面的聚丙烯腈超滤膜中空纤维膜，并将其制备成中空纤维膜组件，用蠕动泵将pH=8.5的2 g/L多巴胺与2g/L十六胺的混合涂覆液通过中空纤维的外表面一侧；同时，用蠕动泵将同4g/L的氯化钠水溶液通入中空纤维膜组件的内表面一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗；
二、用蠕动泵将pH=8.5的2 g/L多巴胺与1g/L的KH560涂覆液通过中空纤维的内表面；同时使用蠕动泵3g/L的氯化钠溶液通过膜的外表面，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗。
本实例所制备中空纤维Janus膜的外表面的接触角可达142o，内表面的接触角可达10o，显示出明显的不同浸润性。
实施例2：
本实施例中一种Janus复合膜的制备方法，按以下步骤实现：
一、选用选择层为外表面的聚丙烯腈超滤膜中空纤维膜，并将其制备成中空纤维膜组件，用蠕动泵将pH=8.5的2 g/L多巴胺与2g/L十八胺的混合涂覆液通过中空纤维的外表面一侧；同时，用蠕动泵将同4g/L的氯化钠水溶液通入中空纤维膜组件的内表面一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗；
二、用蠕动泵将pH=8.5的2 g/L多巴胺与2.0 g/L的KH560涂覆液通过中空纤维的内表面；同时使用蠕动泵3g/L的氯化钠溶液通过膜的外表面，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗。
本实例所制备中空纤维Janus膜的外表面的接触角可达147o，内表面的接触角可达8o，显示出明显的不同浸润性。

Claims (5)

1.一种Janus复合膜的制备方法，其特征在于所述Janus复合膜的制备方法是按以下步骤实现：
步骤一、用蠕动泵将pH=8.5的多巴胺与脂肪胺的混合涂覆液通入多孔膜组件的选择层一侧；同时，用蠕动泵将同浓度的氯化钠水溶液通入膜组件另外一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗；
步骤二、然后用蠕动泵将pH=8.5的多巴胺/KH560涂覆液通过多孔膜组件的多孔侧；同时使用蠕动泵将同浓度的氯化钠溶液通过多孔膜选择层一侧，涂覆时间12小时，用蒸馏水清洗。
2.根据权利要求1所述的一种Janus复合膜的制备方法，其特征在于步骤一种多孔膜是聚偏氟乙烯膜、聚丙烯腈膜、醋酸纤维素膜、聚砜膜、聚醚砜膜、陶瓷膜等多孔膜中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种Janus复合膜的制备方法，其特征在于步骤一中多孔膜组件是卷式、平板式、中空纤维式膜组件的一种。
4.根据权利要求1所述的一种Janus复合膜的制备方法，其特征在于步骤一中多巴胺浓度为0.5g/L~5.0 g/L，脂肪族胺的浓度为0.5g/L~2.0 g/L，氯化钠溶液浓度为多巴胺浓度与脂肪族胺溶液浓度和相同。
5.根据权利要求1所述的一种Janus复合膜的制备方法，其特征在于步骤二中多巴胺浓度为0.5g/L~5.0 g/L；KH560的浓度为0.5g/L~2.0 g/L；氯化钠溶液浓度为多巴胺浓度与KH560溶液浓度和相同。
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