CN111821862B - 酰氯化合物的新应用及其制备有机溶剂纳滤膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酰氯化合物的新应用及其制备有机溶剂纳滤膜的方法。本发明在文献Tetrahedron.2015,71,39:7124‑7136和文献Crystal Growth&Design.2019,19,9,5218–5227公开的酰氯化合物（I）为晶体原料应用之外，研发了酰氯化合物（I）有机溶剂纳滤膜的新应用。并且，本发明采用传统的界面聚合反应制得具有高非极性溶剂渗透通量的酰氯化合物（I）有机溶剂纳滤膜，操作简单，条件温和，制备的有机溶剂纳滤膜对非极性溶剂具有高渗透通量。

Description

酰氯化合物的新应用及其制备有机溶剂纳滤膜的方法
技术领域
本发明属于膜过滤领域，具体涉及酰氯化合物的新应用及其制备有机溶剂纳滤膜的方法。
背景技术
随着化工、医药和食品等工业的快速发展，每年需消耗使用大量有机溶剂，其中非极性溶剂占比较大。例如，甲苯、正己烷和环己烷在溶剂脱蜡、生物柴油生产和植物油提取等领域均有广泛地使用。为提高经济效益和减小环境污染，实现溶剂的回收和分离具有重要意义。相比于蒸馏等技术，有机溶剂纳滤膜分离具有能耗低、操作简单和易于工业化等优点。然而，目前的有机溶剂纳滤膜均面临着非极性溶剂渗透通量较低的问题。Wu等（ACSAppl. Mater. Interfaces, 2019, 11(19): 17804–17813）利用石墨烯量子点与均苯三甲酰氯反应制备了复合纳滤膜，对正己烷的通量可达到508 L m−2 h−1 MPa−1；Fritsch等（Journal of Membrane Science, 2012, 401: 222-231）将自聚微孔聚合物PIM-1作为分离层，制备了高通量的有机溶剂纳滤膜，有效提高了正己烷和甲苯的渗透通量；Mahboub等（Journal of Membrane Science, 2014, 459: 22-32）在聚酰胺中掺杂UZM-5纳米颗粒，显著增强了甲苯的渗透性。然而，这些方法采用的材料价格较高，方法复杂，不适合大规模化工业生产。
文献Tetrahedron. 2015, 71, 39: 7124-7136和文献Crystal Growth &Design. 2019, 19, 9, 5218–5227公开的酰氯化合物（I）结构如下所示：
Figure 46163DEST_PATH_IMAGE001
（I）
其中，R1、R2、R3和R4为-COCl或H。
并且，上述文献公开的酰氯化合物（I）为合成晶体原料应用，但是至今尚未有将上述酰氯化合物（I）应用于有机溶剂纳滤膜领域应用的报道。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，本发明首次以文献Tetrahedron. 2015,71, 39: 7124-7136和文献Crystal Growth & Design. 2019, 19, 9, 5218–5227公开的酰氯化合物（I）为晶体原料应用之外，研发了酰氯化合物（I）的另一应用，作为有机相单体制备高通量有机溶剂纳滤膜的应用，即有机溶剂纳滤膜的新应用。
本发明的技术方案如下所述：
酰氯化合物用于制备有机溶剂纳滤膜的应用，所述酰氯化合物结构式（I）如下所示：
Figure 379055DEST_PATH_IMAGE001
（I）
其中，R1、R2、R3和R4均选自-COCl或H，并且-COCl官能团为2-4个。
进一步的，所述酰氯化合物有机溶剂纳滤膜用于对非极性溶剂的过滤。
优选，所述非极性溶剂为正己烷、环己烷和甲苯中的任意一种或几种混合。
本发明提供酰氯化合物（I）制备有机溶剂纳滤膜的方法，如下所述：
具有高非极性溶剂渗透通量有机溶剂纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯腈超滤膜浸泡至30%乙醇水溶液中50 min，除去膜中的杂质；
（2）在常温下，将上述聚丙烯腈超滤膜膜浸泡至含胺单体浓度为0.1%-10%的水相溶液中5-30 min，其中，所述胺单体为2-甲基哌嗪、哌嗪、乙二胺和间苯二胺的一种或几种混合物；
然后，将膜取出，并用风刀或橡胶辊除去膜表面残留的水滴，备用；
（3）在常温下，将步骤（2）得到的聚丙烯腈超滤膜浸泡至含酰氯化合物（I）浓度为0.05%-2%的有机相溶液中0.5-5 min后即得膜，其中，所述的有机相溶剂为正己烷、环己烷或四氯化碳中的任意一种；
（4）将步骤（3）得到的聚丙烯腈超滤膜置于60-100℃的烘箱中，加热1-5 min，得到酰氯化合物（I）有机溶剂纳滤膜。
本发明具有以下有益效果：
本发明首次以文献Tetrahedron. 2015, 71, 39: 7124-7136和文献CrystalGrowth & Design. 2019, 19, 9, 5218–5227公开的酰氯化合物（I）为有机相单体，制备了高通量有机溶剂纳滤膜。即在所述酰氯化合物（I）晶体原料应用之外，研发了酰氯化合物（I）有机溶剂纳滤膜的新应用。并且，本发明采用传统的界面聚合反应制得有机溶剂纳滤膜，操作简单，条件温和，制备的有机溶剂纳滤膜对非极性溶剂具有高渗透通量。
附图说明
图1是本发明实施例1中酰氯分子的立体结构图。
图2是本发明实施例1中有机溶剂纳滤膜对不同分子量聚苯乙烯-甲苯溶液的分离性能图。
图3是本发明实施例1中有机溶剂纳滤膜对不同非极性溶剂的渗透通量。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不局限于所作的描述。以下实施例的陈述中，所采用的分离性能测试条件为0.6 MPa、25℃的条件下预压2小时后，测试所制备的有机溶剂纳滤膜对500 mg/L 聚苯乙烯（分子量910）-甲苯溶液的截留率及渗透通量，通量单位L m−2 h−1 MPa−1为升/平方米/小时/兆帕。
实施例1
一种具有高非极性溶剂渗透通量有机溶剂纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯腈超滤膜浸泡至30%乙醇水溶液中50 min，除去膜中的杂质；
（2）在常温下，将上述聚丙烯腈超滤膜浸泡至含哌嗪的水相溶液中30 min，其浓度为0.1%；将膜取出，并用风刀除去膜表面残留的水滴，备用；
（3）在常温的条件下，将（2）得到的聚丙烯腈超滤膜浸泡至含酰氯分子（分子式如下所示，Crystal Growth & Design. 2019, 19, 9, 5218–5227）的正己烷溶液中，其浓度为0.05%，反应0.5 min；
Figure 383308DEST_PATH_IMAGE002
（4）将（3）得到的膜置于60℃的烘箱中，加热1 min，得到高通量有机溶剂纳滤膜。
对制备的有机溶剂纳滤膜进行分离性能测试显示：甲苯渗透通量为133 L m−2 h−1MPa−1，聚苯乙烯的截留率为98.4%。
测试上述有机溶剂纳滤膜对不同分子量聚苯乙烯-甲苯溶液的分离性能，如附图2所示：由图可以看出，随着聚苯乙烯分子量的增大，膜的截留能力提高，但通量略有下降。
同时，对上述有机溶剂纳滤膜对正己烷、环己烷的分离性能测试显示：如图3所示，上述有机溶剂纳滤膜对非极性溶剂的正己烷、环己烷的渗透通量略低于甲苯的渗透通量。
实施例2
一种具有高非极性溶剂渗透通量有机溶剂纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯腈超滤膜浸泡至30%乙醇水溶液中50 min，除去膜中的杂质；
（2）在常温下，将上述聚丙烯腈超滤膜浸泡至含2-甲基哌嗪的水相溶液中5 min，其浓度为2%；将膜取出，并用风刀除去膜表面残留的水滴，备用；
（3）在常温的条件下，将（2）得到的聚丙烯腈超滤膜浸泡至含酰氯分子（分子式如下所示，Tetrahedron. 2015, 71, 39: 7124-7136）的环己烷溶液中，其浓度为1%，反应2min；
Figure 205770DEST_PATH_IMAGE003
（4）将（3）得到的膜置于100℃的烘箱中，加热2 min，得到高通量有机溶剂纳滤膜。
对制备的有机溶剂纳滤膜进行分离性能测试显示：甲苯渗透通量为153 L m−2 h−1MPa−1，聚苯乙烯的截留率为98.8%。
实施例3
一种具有高非极性溶剂渗透通量有机溶剂纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯腈超滤膜浸泡至30%乙醇水溶液中50 min，除去膜中的杂质；
（2）在常温下，将上述聚丙烯腈超滤膜浸泡至含乙二胺的水相溶液中15 min，其浓度为10%；将膜取出，并用风刀除去膜表面残留的水滴，备用；
（3）在常温的条件下，将（2）得到的聚丙烯腈超滤膜浸泡至含酰氯分子（分子式如下所示，Tetrahedron. 2015, 71, 39: 7124-7136）的环己烷溶液中，其浓度为2%，反应2min；
Figure 472804DEST_PATH_IMAGE004
（4）将（3）得到的膜置于100℃的烘箱中，加热5 min，得到高通量有机溶剂纳滤膜。
对制备的有机溶剂纳滤膜进行分离性能测试显示：甲苯渗透通量为172 L m−2 h−1MPa−1，聚苯乙烯的截留率为97.6%。
实施例4
一种具有高非极性溶剂渗透通量有机溶剂纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯腈超滤膜浸泡至30%乙醇水溶液中50 min，除去膜中的杂质；
（2）在常温下，将上述聚丙烯腈超滤膜浸泡至含间苯二胺的水相溶液中10 min，其浓度为5%；将膜取出，并用风刀除去膜表面残留的水滴，备用；
（3）在常温的条件下，将（2）得到的聚丙烯腈超滤膜浸泡至含酰氯分子（分子式如下所示，Crystal Growth & Design. 2019, 19, 9, 5218–5227）的四氯化碳溶液中，其浓度为0.5%，反应5 min；
Figure 609387DEST_PATH_IMAGE005
（4）将（3）得到的膜置于100℃的烘箱中，加热3 min，得到高通量有机溶剂纳滤膜。
对制备的有机溶剂纳滤膜进行分离性能测试显示：甲苯渗透通量为162 L m−2 h−1MPa−1，聚苯乙烯的截留率为99.1%。
实施例5
一种具有高非极性溶剂渗透通量有机溶剂纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯腈超滤膜浸泡至30%乙醇水溶液中50 min，除去膜中的杂质；
（2）在常温下，将上述聚丙烯腈超滤膜浸泡至含哌嗪、间苯二胺的水相溶液中5min，其浓度分别为1%和5%；将膜取出，并用风刀除去膜表面残留的水滴，备用；
（3）在常温的条件下，将（2）得到的聚丙烯腈超滤膜浸泡至含酰氯分子1和2（分子式如下所示）的四氯化碳溶液中，其浓度分别为0.5%和1%，反应2 min；
Figure 465216DEST_PATH_IMAGE006
（4）将（3）得到的膜置于80℃的烘箱中，加热2 min，得到高通量有机溶剂纳滤膜。
对制备的有机溶剂纳滤膜进行分离性能测试显示：甲苯渗透通量为112 L m−2 h−1MPa−1，聚苯乙烯的截留率为98.4%。
实施例1-5表明，以文献Tetrahedron. 2015, 71, 39: 7124-7136和文献CrystalGrowth & Design. 2019, 19, 9, 5218–5227公开的酰氯化合物（I）作为有机相单体，可制备高通量有机溶剂纳滤膜。实施例的酰氯化合物（I）有机溶剂纳滤膜对非极性溶剂具有高渗透通量（112-172 L m−2 h−1 MPa−1），并且能够截留聚苯乙烯溶质分子（≥98%），在相同的截留条件下，商业的有机溶剂纳滤膜对非极性溶剂的通量仅为10-40 L m−2 h−1 MPa−1，证明本发明中的有机溶剂纳滤膜在非极性有机溶剂的分离领域具有巨大的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.酰氯化合物作为有机相单体用于界面聚合反应制备有机溶剂纳滤膜的应用，其特征在于所述酰氯化合物结构式（I）如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
（I）
其中，R1、R2、R3和R4均选自-COCl或H，并且-COCl官能团的个数为2-4。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述酰氯化合物有机溶剂纳滤膜用于对非极性溶剂的过滤。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于所述非极性溶剂为正己烷、环己烷和甲苯中的任意一种或几种混合。
4.权利要求1所述结构式（I）的酰氯化合物制备有机溶剂纳滤膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将聚丙烯腈超滤膜浸泡至30%乙醇水溶液中50 min，除去膜中的杂质；
（2）在常温下，将上述聚丙烯腈超滤膜膜浸泡至含胺单体浓度为0.1%-10%的水相溶液中5-30 min，其中，所述胺单体为2-甲基哌嗪、哌嗪、乙二胺和间苯二胺的一种或几种混合物；
然后，将膜取出，并用风刀或橡胶辊除去膜表面残留的水滴，备用；
（3）在常温下，将步骤（2）得到的聚丙烯腈超滤膜浸泡至含酰氯化合物（I）浓度为0.05%-2%的有机相溶液中0.5-5 min后即得膜，其中，所述的有机相溶剂为正己烷、环己烷或四氯化碳中的任意一种；
（4）将步骤（3）得到的聚丙烯腈超滤膜置于60-100℃的烘箱中，加热1-5 min，得到结构式（I）的酰氯化合物有机溶剂纳滤膜。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104128102A (zh) * 2014-08-04 2014-11-05 郑州大学 一种环糊精改性复合有机溶剂纳滤膜及其制备方法
EP3215258A1 (en) * 2014-11-04 2017-09-13 Katholieke Universiteit Leuven KU Leuven Research & Development Improved method for synthesis of polyamide composite membranes
CN107899437A (zh) * 2017-11-21 2018-04-13 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种基于界面聚合法的高性能油水分离膜及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7727434B2 (en) * 2005-08-16 2010-06-01 General Electric Company Membranes and methods of treating membranes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104128102A (zh) * 2014-08-04 2014-11-05 郑州大学 一种环糊精改性复合有机溶剂纳滤膜及其制备方法
EP3215258A1 (en) * 2014-11-04 2017-09-13 Katholieke Universiteit Leuven KU Leuven Research & Development Improved method for synthesis of polyamide composite membranes
CN107899437A (zh) * 2017-11-21 2018-04-13 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种基于界面聚合法的高性能油水分离膜及其制备方法

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