CN113563350B - 具有卟啉结构的化合物及其制备方法与应用 - Google Patents
具有卟啉结构的化合物及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113563350B CN113563350B CN202110702011.4A CN202110702011A CN113563350B CN 113563350 B CN113563350 B CN 113563350B CN 202110702011 A CN202110702011 A CN 202110702011A CN 113563350 B CN113563350 B CN 113563350B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- compound
- solution
- solvent
- cation exchange
- 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.)
- Active
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 150000004032 porphyrins Chemical group 0.000 title claims abstract description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 claims description 45
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 26
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 11
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 10
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 210000002469 basement membrane Anatomy 0.000 claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical group CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 5
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 4
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JPYHHZQJCSQRJY-UHFFFAOYSA-N Phloroglucinol Natural products CCC=CCC=CCC=CCC=CCCCCC(=O)C1=C(O)C=C(O)C=C1O JPYHHZQJCSQRJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N phloroglucinol Chemical compound OC1=CC(O)=CC(O)=C1 QCDYQQDYXPDABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960001553 phloroglucinol Drugs 0.000 claims description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 3
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AVFZOVWCLRSYKC-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyrrolidine Chemical compound CN1CCCC1 AVFZOVWCLRSYKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N N-methyl-pyrrolidine Natural products CN1CC=CC1 AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3,5-tricarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC(C(Cl)=O)=CC(C(Cl)=O)=C1 UWCPYKQBIPYOLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N terephthaloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- -1 trimesic triamine Chemical compound 0.000 claims description 2
- 229920013636 polyphenyl ether polymer Polymers 0.000 claims 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 abstract description 5
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 5
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=C(C=O)C=C1 RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- VATYWCRQDJIRAI-UHFFFAOYSA-N p-aminobenzaldehyde Chemical compound NC1=CC=C(C=O)C=C1 VATYWCRQDJIRAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100284769 Drosophila melanogaster hemo gene Proteins 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
- C07D487/22—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/08—Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/16—Organic material
- B01J39/18—Macromolecular compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/08—Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/16—Organic material
- B01J39/18—Macromolecular compounds
- B01J39/19—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种式(I)所示的具有卟啉结构的化合物及其制备方法，以及在选择性阳离子交换膜的表面改性中的应用；本发明采用的原料为常见的化工原料，其价格低廉，容易获得，制备的表面改性的选择性阳离子交换膜具有优异的离子传导率、良好的化学稳定性、高单价阳离子选择性等优点，特别是在电渗析应用领域具有广阔的应用前景，制备工艺过程简单、快捷的同时膜的选择性效果良好；
Description
技术领域
本发明涉及一种具有卟啉结构的化合物及其制备方法，以及在表面改性制备选择性阳离子交换膜中的应用，属于膜技术领域。
背景技术
在人类生活和工业生产中，膜分离技术已经得到了广泛的应用。电渗析技术作为膜分离技术的典型代表，广泛应用于物质的分离、纯化，能量的储存等众多领域。然而，随着电渗析技术的发展，常规的离子交换膜有些已经不能满足生产的特殊需要，一些具备特种功能的膜应运而生。其中，单价选择性阳离子交换膜因其具有高的选择分离性能，在苦咸水淡化中去除易结垢的钙镁离子，由工业废水中去除高价重金属离子等方面有重要应用，已成为膜领域的研究热点。
针对特定的待分离混盐体系，单价选择性离子膜的选择至关重要。但目前国内绝大部分商业离子膜产品分离效果不佳，主要是用于初级水处理等对离子纯度要求相对较低的分离领域。发展新型可商业化的高选择性离子膜，既能减少对国外产品的依赖，也可满足国内工业上的实际需求，具有重要的现实意义。
对于单价选择性阳离子膜，国内外研究者根据孔径筛分效应(水合离子半径差异)、静电排斥效应(离子荷电量的差异)或离子水合能差异(离子Gibbs水合能的差异)的分离机理，采用多种策略进行了相关研究。目前制取单价选择性阳离子膜现状主要有以下报告：
一、膜表面修饰改性，该方法使用电沉积、有机溶液膜面涂覆、表面化学接枝等手段在膜表面形成致密的、带负电的改性层，对阳离子起到孔径筛分或是静电排斥效果。但是大多数改性层与膜基体间仅以弱的范德华力相互作用，随着电渗析过程的进行，改性层很容易从膜表面脱落，缩短了膜的有效使用寿命。
二、膜基体掺杂改性，该方法是将改性材料加入到铸膜液中，利用改性材料的某些特性改变阳离子交换膜的性能，例如加入石墨烯材料调节膜的致密性和亲疏水性。但是，加入改性材料后往往会导致膜面电阻增加，分离过程能耗上升。
三、制备均相阳离子交换膜，该方法通过调节高分子材料的结构，例如建立交联网络、引入带负电基团等，实现阳离子交换膜对阳离子的选择性分离。与膜表面修饰改性和膜基体掺杂改性制备的阳离子交换膜相比较，均相单价选择性阳离子交换膜具有稳定的化学结构，较低的膜面电阻和优良的机械性能。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有卟啉结构的化合物及其制备方法，以及通过膜表面接枝改性卟啉制备选择性阳离子交换膜的应用。
本发明的技术方案如下：
一种具有卟啉结构的化合物，结构如式(I)所示：
式(I)中，R＝-COCl、-OH、-NH2中的一种或多种(即四个取代基R可以相同或不同)。
式(I)所示具有卟啉结构的化合物的制备方法为：
惰性气体(氮气)保护下，将吡咯(新蒸)与化合物(II)溶解于丙酸中，80℃回流4h，之后冷却至室温(20～30℃)，将反应液倒入沉淀剂中析出，过滤、洗涤、干燥得到产物(I)；
所述吡咯与化合物(II)的摩尔比为1∶1；
所述丙酸的体积用量以吡咯的物质的量计为4mL/mmol；
所述沉淀剂为去离子水、乙醚、丙酮、乙酸乙酯中的一种或多种；
具体的，冷却至室温后的处理方法为：将反应液倒入去离子水(优选反应液与去离子水的体积比＝1∶3)中沉淀析出，过滤后所得固体用乙酸乙酯清洗，于40～100℃真空干燥5～12h，得到产物(I)；
所述化合物(II)选自下式中的一种或多种：
式(II)中，R＝-COCl、-OH或-NH2。
本发明式(I)所示具有卟啉结构的化合物可用于选择性阳离子交换膜的表面改性。具体的应用方法为：
(1)基膜的制备：
将磺化的聚合物溶解于溶剂中配置成铸膜液，然后通过溶液浇铸法制成基膜；
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)；
所述铸膜液中磺化的聚合物的浓度为5～50g/100mL；
所述磺化的聚合物选自磺化的聚醚醚酮(PEEK)、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)、氧化聚丙烯腈(PAN)中的一种或多种；磺化的聚合物可直接商购获得；
具体的，所述溶液浇铸法按照如下实施：将铸膜液脱泡后浇铸于玻璃平板上，在40～200℃下烘干12～96h(优选80℃下真空烘干24h)，冷却后在水中将膜从玻璃平板上揭下，即得基膜(膜厚为70～400μm)；
(2)膜表面接枝具有卟啉结构的化合物：
将化合物(I)和化合物(III)溶解于溶剂中后浸入基膜，浸泡1～12h后，去除膜表面固体残留，干燥后得到表面改性的选择性阳离子交换膜；
所述化合物(I)和化合物(III)的质量比为1：0.9～1.1；
所述化合物(III)选自对苯二胺、均苯三胺、对苯二酚、均苯三酚、对苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯中的一种或多种；
所述溶剂为丙酮、二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或多种；所述溶剂的体积用量以化合物(III)的质量计为20mL/g；
所述去除膜表面固体残留的方法为浸泡在去离子水中超声1～6h。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明采用的原料为常见的化工原料，其价格低廉，容易获得。其中基膜可以采用商业膜，可显著提高膜稳定性和机械性能。
(2)本发明制备的表面改性的选择性阳离子交换膜具有优异的离子传导率、良好的化学稳定性、高单价阳离子选择性等优点，特别是在电渗析应用领域具有广阔的应用前景。制备工艺过程简单、快捷的同时膜的选择性效果良好。
附图说明
图1是本发明实施例1制得基膜。
图2是本发明实施例1制得改性膜。
图3是本发明实施例1制得选择性阳离子交换膜对锂镁离子的选择性(从上至下为Mg2+，Li+的选择性)。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步描述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例中用到的磺化PEEK购买于苏威特种聚合物(常熟)有限公司，其他药品均在上海阿拉丁生化科技股份有限公司购买。
实施例1：
基膜的制备：IEC＝1.2mmol/g的磺化PEEK溶解于NMP，在80℃下磁力搅拌至完全溶解配置成25％的溶液，得到铸膜液；将铸膜液脱泡，然后将脱泡后的铸膜液涂敷于洁净的玻璃板上，在80℃下烘干成膜，得到基膜，尺寸为8cm×8cm，其膜厚为400μm。
含卟啉结构的化合物的合成：将新蒸吡咯(50mmol，3.35g)与4-羟基苯甲醛(50mmol，6.10g)溶解于200mL丙酸中，80摄氏度回流四小时。冷却后倒入去离子水中析出，过滤后使用乙酸乙酯与丙酮交替洗涤三次后40℃真空干燥得产物。
卟啉改性的选择性阳离子交换膜的制备：将上步中的产物4.55g和对苯二酚5.00g溶解于100mL丙酮中后浸入基膜，浸泡6小时后在去离子水中超声6小时，去除表面多余固体残留，干燥得具有阳离子选择性的阳离子交换膜。
实施例2：
基膜的制备：IEC＝1.2mmol/g的磺化PEEK溶解于NMP，在80℃下磁力搅拌至完全溶解配置成25％的溶液，得到铸膜液；将铸膜液脱泡，然后将脱泡后的铸膜液涂敷于洁净的玻璃板上，在80℃下烘干成膜，得到基膜，尺寸为8cm×8cm，其膜厚为400μm。
含卟啉结构的化合物的合成：将新蒸吡咯(50mmol，3.35g)与4-氨基苯甲醛(50mmol，6.06g)溶解于200mL丙酸中，80摄氏度回流四小时。冷却后倒入去离子水中析出，过滤后使用乙酸乙酯与丙酮交替洗涤三次后40℃真空干燥得产物。
卟啉改性的选择性阳离子交换膜的制备：将上步中的产物5.30g和对苯二酚5.00g溶解于100mL丙酮中后浸入基膜，浸泡6小时后在去离子水中超声6小时，去除表面多余固体残留，干燥得具有阳离子选择性的阳离子交换膜。
实施例3：
基膜的制备：IEC＝1.2mmol/g的磺化PEEK溶解于NMP，在80℃下磁力搅拌至完全溶解配置成25％的溶液，得到铸膜液；将铸膜液脱泡，然后将脱泡后的铸膜液涂敷于洁净的玻璃板上，在80℃下烘干成膜，得到基膜，尺寸为8cm×8cm，其膜厚为400μm。
含卟啉结构的化合物的合成：将新蒸吡咯(50mmol，3.35g)与4-羟基苯甲醛(50mmol，6.10g)溶解于200mL丙酸中，80摄氏度回流四小时。冷却后倒入去离子水中析出，过滤后使用乙酸乙酯与丙酮交替洗涤三次后40℃真空干燥得产物。
卟啉改性的选择性阳离子交换膜的制备：将上步中的产物4.52g和均苯三酚5.00g溶解于100mL丙酮中后浸入基膜，浸泡6小时后在去离子水中超声6小时，去除表面多余固体残留，干燥得具有阳离子选择性的阳离子交换膜。
以上三项实施例所制备的阳离子交换膜性能如表一所示。吸水率、溶胀率、抗拉强度和Li+/Mg2+离子选择性的具体测试方法参见文献报道：Journal of Membrane Science574(2019)181-195、Journal of Membrane Science 577(2019)153-164。
表一、阳离子交换膜物化性能参数
相比于基膜，改性后膜的抗拉强度显著提高，并增强了单多价离子选择性。在四个实施例中，以实施例3膜拥有较低的溶胀率和较高的抗拉强度，离子选择性性能最为理想。
Claims (4)
1.一种式(I)所示具有卟啉结构的化合物在选择性阳离子交换膜的表面改性中的应用，其特征在于，所述应用的方法为：
(1)基膜的制备：
将磺化的聚合物溶解于溶剂中配置成铸膜液，然后通过溶液浇铸法制成基膜；
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；
所述铸膜液中磺化的聚合物的浓度为5～50g/100mL；
所述磺化的聚合物选自磺化的聚醚醚酮、聚苯醚、聚砜、氧化聚丙烯腈中的一种或多种；
(2)膜表面接枝具有卟啉结构的化合物：
将化合物(I)和化合物(III)溶解于溶剂中后浸入基膜，浸泡1～12h后，去除膜表面固体残留，干燥后得到表面改性的选择性阳离子交换膜；
所述化合物(I)和化合物(III)的质量比为1：0.9～1.1；
所述化合物(III)选自对苯二胺、均苯三胺、对苯二酚、均苯三酚、对苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯中的一种或多种；
所述溶剂为丙酮、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种；
式(I)中，R＝-COCl、-OH、-NH2中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述溶液浇铸法按照如下实施：将铸膜液脱泡后浇铸于玻璃平板上，在40～200℃下烘干12～96h，冷却后在水中将膜从玻璃平板上揭下，即得基膜，膜厚为70～400μm。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述溶剂的体积用量以化合物(III)的质量计为20mL/g。
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述去除膜表面固体残留的方法为浸泡在去离子水中超声1～6h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110702011.4A CN113563350B (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 具有卟啉结构的化合物及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110702011.4A CN113563350B (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 具有卟啉结构的化合物及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113563350A CN113563350A (zh) | 2021-10-29 |
| CN113563350B true CN113563350B (zh) | 2022-05-24 |
Family
ID=78162614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110702011.4A Active CN113563350B (zh) | 2021-06-24 | 2021-06-24 | 具有卟啉结构的化合物及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113563350B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101024087A (zh) * | 2007-03-28 | 2007-08-29 | 长沙理工大学 | 壳聚糖－多肽－卟啉纳米药物载体及其制备和应用 |
| CN102002167A (zh) * | 2010-10-30 | 2011-04-06 | 华南理工大学 | 应用于直接醇类燃料电池的质子交换膜及其制备方法 |
| CN104900893A (zh) * | 2014-03-07 | 2015-09-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种光驱动快速制备膜电极的方法、装置及应用 |
| CN105623783A (zh) * | 2014-10-28 | 2016-06-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 破乳剂组合物、润滑油组合物及提高润滑油破乳性能的方法 |
| CN105646504A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-06-08 | 唐江涛 | 一种四苯基卟吩的连续制备方法 |
| CN109937462A (zh) * | 2016-09-07 | 2019-06-25 | 加州大学董事会 | 光驱动离子泵送膜系统 |
| CN111530312A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-14 | 福建师范大学 | 一种侧基键合卟啉基团的单片型聚砜双极膜制备方法 |
| CN111617644A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-04 | 福建师范大学 | 一种侧链含卟啉水解离催化基团单片型聚芳醚酮双极膜制备方法 |
-
2021
- 2021-06-24 CN CN202110702011.4A patent/CN113563350B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101024087A (zh) * | 2007-03-28 | 2007-08-29 | 长沙理工大学 | 壳聚糖－多肽－卟啉纳米药物载体及其制备和应用 |
| CN102002167A (zh) * | 2010-10-30 | 2011-04-06 | 华南理工大学 | 应用于直接醇类燃料电池的质子交换膜及其制备方法 |
| CN104900893A (zh) * | 2014-03-07 | 2015-09-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种光驱动快速制备膜电极的方法、装置及应用 |
| CN105623783A (zh) * | 2014-10-28 | 2016-06-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 破乳剂组合物、润滑油组合物及提高润滑油破乳性能的方法 |
| CN105646504A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-06-08 | 唐江涛 | 一种四苯基卟吩的连续制备方法 |
| CN109937462A (zh) * | 2016-09-07 | 2019-06-25 | 加州大学董事会 | 光驱动离子泵送膜系统 |
| CN111530312A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-08-14 | 福建师范大学 | 一种侧基键合卟啉基团的单片型聚砜双极膜制备方法 |
| CN111617644A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-04 | 福建师范大学 | 一种侧链含卟啉水解离催化基团单片型聚芳醚酮双极膜制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113563350A (zh) | 2021-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Mixed matrix membrane based on cross-linked poly [(ethylene glycol) methacrylate] and metal–organic framework for efficient separation of carbon dioxide and methane | |
| CN110479109B (zh) | 通量高、抗污染性强的聚偏氟乙烯混合基质膜的制备方法 | |
| Bakangura et al. | Highly charged hierarchically structured porous anion exchange membranes with excellent performance | |
| CN112210081B (zh) | 磺化氧化石墨烯负载金属有机框架改性正渗透纳米复合膜及其制备方法 | |
| CN1226328C (zh) | 磺化聚苯并咪唑及其制备方法 | |
| CN112742222A (zh) | 一种pvc脂肪族两性离子交换膜的制备方法 | |
| CN116764606B (zh) | Bpa分子印迹pan/mof纳米纤维聚合物膜及其制备方法和应用 | |
| CN114016285A (zh) | 一种用于海水淡化的功能纳米纤维膜的制备方法 | |
| CN113563350B (zh) | 具有卟啉结构的化合物及其制备方法与应用 | |
| CN111533913B (zh) | 一种侧链型两性结构聚芳醚砜及其制备方法和均相两性离子交换膜 | |
| CN111363152B (zh) | 一种侧链型芳香主链嵌脂肪链聚芳醚砜及其制备方法和均相阴离子交换膜 | |
| CN117181316A (zh) | 一种单价阴离子选择性且耐溶剂离子交换膜的制备方法 | |
| CN115007003B (zh) | 一种高通量荷正电复合纳滤膜、制备方法及应用 | |
| JP2001515113A (ja) | イオン交換膜 | |
| CN113304618B (zh) | 一种基于MOFs原位生长的正渗透膜及其制备方法 | |
| CN112409593B (zh) | 一种侧链型含苯并咪唑结构的聚苯醚及其制备方法和均相阴离子交换膜 | |
| KR102084359B1 (ko) | 바이오의약품 정제 또는 진단기 멤브레인용 고분자 수지 및 이의 제조방법 | |
| CN108905641B (zh) | 一种纳滤膜及其制备方法 | |
| CN113522057A (zh) | 负载亲水性/带电荷金属有机框架的薄层-纳米复合膜 | |
| CN114534514A (zh) | 一种含单宁酸-铜络合网络中间层的复合耐溶剂膜、制备方法及应用 | |
| Yu et al. | Reviewing Recent Advances in Nanofiltration Membranes for Efficient Lithium and Magnesium Separation from Salt Lake Brines | |
| CN116850791B (zh) | 一种反渗透膜及其制备方法 | |
| Li et al. | Ultrathin Organic Solvent Nanofiltration with Polydopamine-Hkust-1 Interlayer for Organic Solvent Separation | |
| CN112547137B (zh) | 一种均相两性离子交换膜的制备方法 | |
| CN116764681B (zh) | 一种MoS2/PDIsm表面改性的可见光响应正渗透光催化膜及其制备和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |