CN115301082A - 一种纳米尺度微孔滤膜、制备方法及其应用 - Google Patents
一种纳米尺度微孔滤膜、制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115301082A CN115301082A CN202210688448.1A CN202210688448A CN115301082A CN 115301082 A CN115301082 A CN 115301082A CN 202210688448 A CN202210688448 A CN 202210688448A CN 115301082 A CN115301082 A CN 115301082A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxy
- liquid crystal
- phenyl
- prop
- enoic acid
- 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.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 claims abstract description 38
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 7
- -1 (4-cyanophenyl) phenyl Chemical group 0.000 claims description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 17
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 8
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 7
- 125000004801 4-cyanophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(C#N)=C([H])C([H])=C1* 0.000 claims description 5
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 4
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims description 2
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 2
- 125000003854 p-chlorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C([H])=C1Cl 0.000 claims description 2
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 6
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000002572 propoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 4
- 125000004172 4-methoxyphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(OC([H])([H])[H])=C([H])C([H])=C1* 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N Propyl levulinate Chemical compound CCCOC(=O)CCC(C)=O QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 125000001231 benzoyloxy group Chemical group C(C1=CC=CC=C1)(=O)O* 0.000 description 2
- 125000000051 benzyloxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])O* 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 125000003707 hexyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- XQRFASOUJIKXRE-UHFFFAOYSA-N (4-cyanophenyl) 4-butylbenzoate Chemical compound C1=CC(CCCC)=CC=C1C(=O)OC1=CC=C(C#N)C=C1 XQRFASOUJIKXRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULFIAHFQEURGOU-UHFFFAOYSA-N (4-cyanophenyl) 4-ethylbenzoate Chemical compound C1=CC(CC)=CC=C1C(=O)OC1=CC=C(C#N)C=C1 ULFIAHFQEURGOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCCDNUMASFDPFO-UHFFFAOYSA-N (4-cyanophenyl) 4-pentylbenzoate Chemical compound C1=CC(CCCCC)=CC=C1C(=O)OC1=CC=C(C#N)C=C1 WCCDNUMASFDPFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCTWNVKZQMMLIV-UHFFFAOYSA-N (4-cyanophenyl) 4-propylbenzoate Chemical compound C1=CC(CCC)=CC=C1C(=O)OC1=CC=C(C#N)C=C1 NCTWNVKZQMMLIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHFFVFAKEGKNAQ-UHFFFAOYSA-N 2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-(4-morpholin-4-ylphenyl)butan-1-one Chemical compound C=1C=C(N2CCOCC2)C=CC=1C(=O)C(CC)(N(C)C)CC1=CC=CC=C1 UHFFVFAKEGKNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- ZISAPIJALPEBGA-UHFFFAOYSA-N CCC(C=C1)=CC=C1C(C=C1)=CC=C1C(OC(C=C1)=CC=C1C(O)=O)=O Chemical compound CCC(C=C1)=CC=C1C(C=C1)=CC=C1C(OC(C=C1)=CC=C1C(O)=O)=O ZISAPIJALPEBGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- 241001052560 Thallis Species 0.000 description 1
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 description 1
- ISSYGWIDLYOJEN-UHFFFAOYSA-N [3-methyl-4-[4-(3-prop-2-enoyloxypropoxy)benzoyl]oxyphenyl] 4-(3-prop-2-enoyloxypropoxy)benzoate Chemical compound C=1C=C(OC(=O)C=2C=CC(OCCCOC(=O)C=C)=CC=2)C(C)=CC=1OC(=O)C1=CC=C(OCCCOC(=O)C=C)C=C1 ISSYGWIDLYOJEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPZWPROWEKXOLJ-UHFFFAOYSA-N [4-(4-cyanophenyl)phenyl] 4-butylcyclohexane-1-carboxylate Chemical compound C1CC(CCCC)CCC1C(=O)OC1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)C#N)C=C1 UPZWPROWEKXOLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003302 alkenyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- XSIFPSYPOVKYCO-UHFFFAOYSA-N benzoic acid butyl ester Natural products CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1 XSIFPSYPOVKYCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- LNMQRPPRQDGUDR-UHFFFAOYSA-N hexyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCOC(=O)C=C LNMQRPPRQDGUDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 210000002845 virion Anatomy 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/027—Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
- C08F222/1025—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate of aromatic dialcohols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及过滤领域，更具体地，本发明涉及一种纳米尺度微孔滤膜、制备方法及其应用。纳米尺度微孔滤膜，制备原料包括：1)至少一种双官能团可聚合液晶化合物I；2)至少一种单官能团可聚合液晶II；3)至少一种引发剂；4)光配向材料。本申请通过光配向技术结合带强极性基团的单官能团可聚合液晶分子和带强极性基团的小分子液晶，可实现液晶分子垂直于膜表面取向，使制得的液晶聚合物膜纳米微孔尺度可控、均匀，垂直取向的液晶分子使过滤通道更短，有利于提高滤膜通量。
Description
技术领域
本发明涉及过滤领域，更具体地，本发明涉及一种纳米尺度微孔滤膜、制备 方法及其应用。
背景技术
膜技术在水净化中起着关键作用，与其他分离技术相比，膜技术在盐水脱盐 和有价值资源(如矿物)的选择性回收方面具有低能源成本和温和条件的优势。根 据保留物料粒度的大小，微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)或反渗透(RO)膜用于分 离污染物或从废物流中回收有价值的资源。超滤和微滤均是利用多孔材料的拦截 能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的杂质颗粒。在压力驱动下，溶液中 水、有机低分子、无机离子等尺寸小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一 侧，溶液中菌体、胶体、颗粒物、有机大分子等大尺寸物质则不能透过纤维壁而 被截留，从而达到筛分溶液中不同组分的目的。反渗透膜需要借助外力对膜的一 侧的溶液施加压力，当这个压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向 作反向渗透，在压力的作用下一些杂质分子、化学离子和细菌、真菌、病毒体等等不能通过，就会留在浓溶液的一侧。在膜的低压侧可以得干净的溶液，也就是 渗透液。高压侧得到浓缩的溶液，就是浓缩液。虽然反渗透是目前最常用的技术， 但在海水淡化过程中，NF膜比RO膜具有更高的通量、更低的运行压力、更低 的维护和更低的运行成本等优点。一些研究表明，作为一种成本节约的脱盐工艺， NF膜可用于生产清洁水，与反渗透装置相比，能源成本降低近30％。此外，利 用NF膜基于溶质和膜之间的尺寸排斥和分子相互作用的独特分离性质，NF膜 可以潜在地用于分子水平上的分子和离子分离。这样，带电离子之间的分子分离， 或有价值的小分子和微污染物之间的分离就成为可能。
目前的聚合物材料和制造方法缺乏分子水平的设计，限制了对膜选择性层中 分子组织和结构的控制，因此不具备真正的分子选择性。传统的相分离工艺形成 的膜具有亚纳米级的微孔，其孔径分布对水/溶质通量和选择性产生不利影响， 而通量和选择性受溶液扩散机制控制。水净化和脱盐膜的进一步发展受限于所用 膜材料的固有局限性。这些材料在渗透和选择性间的妥协和平衡，限制了可实现 的水和溶质选择性并且有高污染倾向。为了推动水净化和脱盐技术的发展，用于 制备具有高孔密度和具有分子选择性的均匀孔径滤膜新材料和工艺方法是克服 当前局限的关键。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种纳米尺度微 孔滤膜，制备原料包括：
1)至少一种双官能团可聚合液晶化合物I；
2)至少一种单官能团可聚合液晶II；其中单官能团可聚合液晶II结构如下：
A为氢或甲基；
SP3为C1-12的亚烷基链；
C5为-O-、-CO-、-OCO-、-COO-或-OCOO-；
C表示-O-、-CO-、-OCO-、-COO-或-OCOO-；
n为0或1；
D为-OR、-CN、卤素、-SO3H、-COOH，R为H或C1-6的烷基；
3)至少一种引发剂；
4)光配向材料。
在一种实施方式中，纳米尺度微孔滤膜对制备原料包括20-80份双官能团可 聚合液晶化合物I、10-50份单官能团可聚合液晶II、0.01-8份引发剂。
在一种实施方式中，所述纳米尺度微孔滤膜对制备原料还包括溶剂和稀释 剂。
本申请中溶剂选自酮类、乙酸酯类、醇类、脂环烃类、卤化烃类中一种或多 种。本领域技术人员可对其种类和含量进行常规选择。
本申请中稀释剂选自醇类、醚类、酮类、酯类、烃类、溶剂油、矿物油、天 然油中一种或多种，本领域技术人员可对其种类和含量进行常规选择。
本申请中双官能团可聚合液晶化合物I指的是含有可聚合双官能基团。
在一种实施方式中，双官能团可聚合液晶化合物I结构如下：
SP1和SP2相同或不同，各自独立为C1-12的亚烷基链；
C1、C2、C3和C4相同或不同，各自独立选自-O-、-CO-、-OCO-、-COO- 或-OCOO-；
C选自-O-、-CO-、-OCO-、-COO-或-OCOO-；
m为0或1；
R为卤素取代或未取代的C1-6的烷基链或CN或卤素。
在一种优选的实施方式中，双官能团可聚合液晶化合物I选自I-1：4-{4-[3-(丙 -2-烯酰氧基)丙氧基]苯甲酰氧基}苯基4-[3-(丙-2-烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯、 I-2：4-(4-[6-(丙-2-烯酰氧基)丁氧基]苯甲酰氧基)苯基4-[4-(丙-2-烯酰氧基)丁氧基] 苯甲酸酯、I-3：4-(4-[6-(丙-2-烯酰氧基)己氧基]苯甲酰氧基)苯基4-[6-(丙-2-烯酰 氧基)己氧基]苯甲酸酯、I-4：3-甲基-4-{4-[3-(丙-2-烯酰氧基)丙氧基]苯甲酰氧基} 苯基4-[3-(丙-2-烯酰氧基)丙氧基]苯甲酸酯、I-5：3-甲基-4-{4-[3-(丙-2-烯酰氧基) 丁氧基]苯甲酰氧基}苯基4-[4-(丙-2-烯酰氧基)丁氧基]苯甲酸酯、I-6：3-甲基 -4-{4-[3-(丙-2-烯酰氧基)己氧基]苯甲酰氧基}苯基4-[6-(丙-2-烯酰氧基)己氧基]苯 甲酸酯、I-7：3-氯-4-(4-[6-(丙-2-烯酰氧基)己氧基]苯甲酰氧基)苯基4-[6-(丙-2-烯 酰氧基)己氧基]苯甲酸酯、I-8：4-(4-{3-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丙氧基}苯甲酰 氧基)苯基4-{3-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丙氧基}苯甲酸酯、I-9：4-(4-{3-[(2-甲 基丙-2-烯酰基)氧基]丁氧基}苯甲酰氧基)苯基4-{4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丁 氧基}苯甲酸酯、I-10：4-(4-{3-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]己氧基}苯甲酰氧基)苯 基4-{6-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]己氧基}苯甲酸酯、I-11：3-甲基-4-(4-{3-[(2- 甲基丙-2-烯酰基)氧基]丙氧基}苯甲酰氧基)苯基4-{3-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基] 丙氧基}苯甲酸酯、I-12：3-甲基-4-(4-{3-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丁氧基}苯甲 酰氧基)苯基4-{3-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丁氧基}苯甲酸酯、I-13：3-甲基 -4-(4-{3-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]己氧基}苯甲酰氧基)苯基4-{3-[(2-甲基丙-2- 烯酰基)氧基]己氧基}苯甲酸酯、I-14：4-{4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丙氧 基]羰基]氧基]苯甲酰氧基]苯基4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丙氧基]氧基]苯 甲酸酯、I-15：4-{4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丁氧基]羰基]氧基]苯甲酰氧 基]苯基4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丁氧基]氧基]苯甲酸酯、I-16：
4-{4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]己氧基]羰基]氧基]苯甲酰氧基]苯基4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]己氧基]氧基]苯甲酸酯、I-17：3-甲基 -4-{4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]丙氧基]羰基)氧基]苯甲氧基]苯基4-[({4-[(2- 甲基丙-2-烯酰基)氧基]丙氧基]氧基]苯甲酸酯、I-18：3-甲基-4-{4-[({4-[(2-甲基丙 -2-烯酰基)氧基]丁氧基]羰基)氧基]苯甲氧基]苯基4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧 基]丁氧基]氧基]苯甲酸酯、I-19：3-甲基-4-{4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]己 氧基]羰基)氧基]苯甲氧基]苯基4-[({4-[(2-甲基丙-2-烯酰基)氧基]己氧基]氧基]苯 甲酸酯、I-20：4-[4-({[4-(丙-2-烯氧基)丙氧基]羰基}氧基)苯甲氧基]苯基4-({[4-(丙 -2-烯氧基)丙氧基]羰基}氧基)苯甲酸酯、I-21：4-[4-({[4-(丙-2-烯氧基)丁氧基]羰 基}氧基)苯甲氧基]苯基4-({[4-(丙-2-烯氧基)丁氧基]羰基}氧基)苯甲酸酯、I-22： 4-[4-({[4-(丙-2-烯氧基)己氧基]羰基}氧基)苯甲氧基]苯基4-({[4-(丙-2-烯氧基)己 氧基]羰基}氧基)苯甲酸酯、I-23：3-甲基-4-{4-[({[6-(丙-2-烯氧基)己基]氧基]羰基) 氧基]苯甲氧基]苯基4-[({[6-(丙-2-烯氧基)己基]氧基]羰基]苯甲酸酯、I-24：3-乙 基-4-{4-[({[6-(丙-2-烯氧基)己基]氧基]羰基)氧基]苯甲氧基]苯基4-[({[6-(丙-2-烯 氧基)己基]氧基]羰基]苯甲酸酯、I-25：3-甲基-4-[4-([4-(丙-2-烯氧基)丁氧基]羰基} 氧基)苯甲氧基]苯基4-([4-(丙-2-烯氧基)丁氧基]羰基}氧基)苯甲酸酯、I-26：3-乙 基-4-[4-([4-(丙-2-烯氧基)丁氧基]羰基}氧基)苯甲氧基]苯基4-([4-(丙-2-烯氧基)丁 氧基]羰基}氧基)苯甲酸酯中一种或多种。
在一种实施方式中，所述单官能团可聚合液晶II选自II-1:丙-2-烯酸 -6-{[4-(4-甲氧基苯基)苯基]氧基}己基酯、II-2:丙-2-烯酸-6-{[4-(4-氰基苯基)苯基] 氧基}己基酯、II-3:丙-2-烯酸-6-[(4-{[(4-甲氧基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]己基 酯、II-4:丙-2-烯酸-3-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}丙基酯、II-5:丙-2-烯酸 -3-{[4-(4-甲氧基苯基)苯基]氧基}丙基酯、II-6:丙-2-烯酸-3-[(4-{[(4-氰基苯基)氧 基]羰基}苯基)氧基]丙基酯、II-7:丙-2-烯酸-3-[(4-{[(4-甲氧基苯基)氧基]羰基}苯 基)氧基]丙基酯、II-8:丙-2-烯酸-4-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}丁基酯、II-9:丙 -2-烯酸-3-[(4-{[(4-氰基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]丁基酯、II-10:丙-2-烯酸 -3-[(4-{[(4-甲氧基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]丁基酯、II-11:2-甲基-丙-2-烯酸 -6-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}己基酯、II-12:丙-2-烯酸-3-[(4-{2-[4-(丙基氧基) 苯基]乙基}苯基)氧基]丙基酯、II-13:丙-2-烯酸-3-({4-[(4-氰基苯基)氧基]苯基} 氧基)丙基酯、II-14:丙-2-烯酸-3-({4-[(4-氰基苯基)氧基]苯基}氧基)丁基酯、II-15: 乙氧基苯丙-2-烯酸-3-[(4-甲基苯基)氧基]丙基酯、II-16:丙-2-烯酸-3-[(4-{2-[4- 氰基苯基]乙基}苯基)氧基]己基酯、II-17:丙-2-烯酸-6-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基} 辛基酯、II-18:丙-2-烯酸-7-[(4-氰基苯基)氧基]-7-氧亚基庚基酯、II-19:丙-2-烯 酸-4-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}-4-氧亚基丁基酯、II-20:丙-2-烯酸-4-[(4-{[(4- 乙氧基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]-4-氧亚基丁基酯、II-21:丙-2-烯酸-4-{[4-(4- 氯苯基)苯基]氧基}-4-氧亚基丁基酯、II-22:丙-2-烯酸-4-[(4-{[(4-溴苯基)氧基]羰 基}苯基)氧基]丁基酯、II-23:4-({[4-({1-氧亚基-4-[(1-氧亚基丙-2-烯基)氧基]丁基} 氧基)苯基]羰基}氧基)苯磺酸、II-24：4-[4-({6-[(1-氧亚基丙-2-烯基)氧基]己基} 氧基)苯基]苯甲酸中一种或多种。
在一种实施方式中，所述纳米尺度微孔滤膜的制备原料还包括一种或多种不 可聚合分子III，其结构如下：
R1为-CH2-、-Ph- 或环己烷基；
R2为-Ph-COO-、-COO-Ph-、-Ph-OCO-或-OCO-Ph-；
R3为-COOH、-CN或-SO3H；
m为0-6的任意整数。
在一种优选的实施方式中，所述不可聚合分子III选自III-1：4-(4-氰基苯基) 苯基4-乙基苯甲酸酯、III-2：4-(4-氰基苯基)苯基4-丙基苯甲酸酯、III-3：4-(4- 氰基苯基)苯基4-丁基苯甲酸酯、III-4：4-(4-氰基苯基)苯基4-戊基苯甲酸酯、III-5： 4-(4-氰基苯基)苯基4-乙基环己烷-1-羧酸酯、III-6：4-(4-氰基苯基)苯基4-丙基环 己烷-1-羧酸酯、III-7：4-(4-氰基苯基)苯基4-丁基环己烷-1-羧酸酯、III-8：4-(4- 氰基苯基)苯基4-戊基环己烷-1-羧酸酯、III-9：4-氰基苯基-4-乙基苯甲酸酯、 III-10：4-氰基苯基-4-丙基苯甲酸酯、III-11：4-氰基苯基-4-丁基苯甲酸酯、III-12： 4-氰基苯基-4-戊基苯甲酸酯、III-13：4-(4-{(4-甲基环己基)氧基]羰基}苯基)苯-1- 磺酸、III-14：4-(4-{(4-乙基环己基)氧基]羰基}苯基)苯-1-磺酸、III-15：4-(4-{(4- 丁基环己基)氧基]羰基}苯基)苯-1-磺酸、III-16：4-[4-(4-甲基苯基)苯甲酰氧基] 苯-1-磺酸、III-17：4-[4-(4-乙基苯基)苯甲酰氧基]苯-1-磺酸、III-18：4-[4-(4-丁基 苯基)苯甲酰氧基]苯-1-磺酸、III-19：4-[4-(4-甲基苯基)苯甲酰氧基]苯甲酸、III-20： 4-[4-(4-乙基苯基)苯甲酰氧基]苯甲酸中一种或多种。
在一种实施方式中，所述不可聚合分子III的重量份为0-10，不包括0。
本申请中引发剂不做特别限定，本领域技术人员可做常规选择，例如光引发 剂、热引发剂等。
本申请中光配向材料不做特别限定，可以列举的有Ⅳ-1：聚[氧基 -4-[4-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯基]-苯氧基]-丁基]-]-甲基-亚甲硅基]、Ⅳ-2： 聚[氧基-6-[6-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯基]-环己氧基]-己基]-1-甲基-亚甲 硅基]、Ⅳ-3：聚[氧基-4-[4-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-苯氧基]- 丁基]-甲基-亚甲硅基-共-氧基-4-[4-[4-[(E)-2-己氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-苯 氧基]-丁基]-甲基-亚甲硅基]、Ⅳ-4：聚[氧基-4-[4-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]- 苯氧基羰基]-苯氧基]-丁基]-甲基-亚甲硅基-共-氧基-6-[4-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙 烯基]-苯氧基羰基]-苯氧基]-己基]-甲基-亚甲硅基]、Ⅳ-5：聚[1-[6-[4-[2-甲基 -4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-苯氧基]-己氧基羰基]-1-甲基-亚乙 基]、Ⅳ-6：聚[1-[4-[4-[2-甲基-4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-苯氧基]- 丁氧基羰基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ-7：聚[1-[2-[4-[2-甲氧基-4-[(E)-2-甲氧基羰基- 乙烯基]-苯氧基羰基]-苯氧基]-乙氧基羰基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ-8：聚[1-[3-[4-[2- 甲氧基-4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-苯氧基]-丙氧基羰基]-1-甲基- 亚乙基]、Ⅳ-9：聚[1-[2-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧基羰基]-1-甲 基-亚乙基-共-1-[2-[4-[(E)-2-丁氧基羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧基羰基]-1-甲基-亚 乙基-共-1-[2-羟基-乙氧基羰基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ-10：聚[1-[2-[4-[(E)-2-甲氧基 羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧基羰基]-1-甲基-亚乙基-共-1-[2-[4-[(E)-2-(2-甲基-丁氧 基)羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧基羰基-1-甲基-亚乙基-共-1-[2-羟基-乙氧基羰 基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ-11：聚[1-[2-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧 基羰基]-1-甲基-亚乙基-共-1-[2-[4-[(E)-2-辛氧基羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧基羰 基]-1-甲基-亚乙基-共-1-[2-羟基-乙氧基羰基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ-12：聚
[1-[2-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧基羰基]-1-甲基-亚乙基-共 -1-[2-[4-[(E)-2-十二烷氧基羰基-乙烯基]-苯氧基]-乙氧基羰基]-1-甲基-亚乙基共-1-[2-羟基-乙氧基羰基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ-13：聚[1-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-1-甲基-亚乙基共-1-[4-[(E)-2-己氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰 基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ-14：聚[1-[4-[(E)-2-甲氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-1- 甲基-亚乙基-共-1-[4-[(E)-2-辛氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-1-甲基-亚乙基]、Ⅳ -15：聚[1-[4-[(E)-2-乙氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-1-甲基-亚乙基-共-1-[4-[(E)-2-戊氧基羰基-乙烯基]-苯氧基羰基]-1-甲基-亚乙基]中一种或多种。
在一种实施方式中，所述纳米尺度微孔滤膜还包括0.01-5重量份其他助剂。
本申请中其他助剂的种类本领域技术人员可根据实际需要进行添加。
本申请中光配向材料不做特别限定，本领域技术人员可做常规选择。
本申请中双官能团可聚合液晶化合物I、单官能团可聚合液晶II、不可聚合 分子不仅具有较好的相容性，能够协调促进，同时含有强极性基团的单官能团可 聚合液晶II，在光配向材料的共同驱使下，促进诱导了单官能团可聚合液晶II 和双官能团可聚合液晶化合物I的垂直配向，此外，本申请中特定结构的不可聚 合分子更促进了液晶分子轴向垂直于基材排列，使制得的液晶聚合物膜纳米微孔 尺度可控、均匀，垂直取向的液晶分子使过滤通道最短，有利于提高滤膜通量。
本发明第二个方面提供了一种所述纳米尺度微孔滤膜的制备方法，包括下面 步骤：
(1)将光配向材料使用溶剂溶解后得到光配向液，然后将其涂布在基材表 面，烘干后曝光；
(2)将剩余的制备原料涂布在步骤(1)材料表面；
(3)烘干；
(4)交联固化得到液晶聚合物膜；
(5)液晶聚合物膜的后处理及转移。
在一种实施方式中，步骤(1)包括：将光配向材料和溶剂以1:19的重量 比混合后在氮气气氛下搅拌溶解，然后使用0.22μm过滤器过滤得到光配向液， 然后将其涂布在基材表面得到湿膜，湿膜烘干后曝光。
优选的，步骤(1)中烘干的条件为90-110℃干燥5-15分钟，烘干条件更优 选为100℃干燥10分钟。
优选的，步骤(1)中曝光操作为：烘干材料暴露于偏振的紫外光或高压汞 灯下，曝光能量为10-110mJ/cm2。
优选的，步骤(1)中配向液的涂布量为1-5g/m2。
在纳米尺度微孔滤膜的制备方法中涂布方式不做特别限定，本领域技术人员 可做常规选择。
优选的，步骤(2)中涂布的涂层湿厚度为1-20g/m2，优选3-15g/m2。
优选的，步骤(3)中烘干条件为50-120℃，干燥0.5-5min。
优选的，步骤(4)中，交联固化的照射光源为UV光，优选为高压汞灯。
进一步优选的，UV光波长为200-450nm，更优选为320-450nm。
优选的，UV固化功率为30-2000mW/cm2，固化能量为0.5-2J/cm2。
在一种实施方式中，步骤(5)液晶聚合物膜的后处理包括：将液晶聚合物 膜进行洗涤后烘干。
本申请对该液晶聚合物膜进行洗涤的溶剂不做特别限定，可以是乙醇、碱液、 超纯水等。
在一种实施方式中，步骤(5)中液晶聚合物膜的转移包括：依次将液晶聚 合物膜、局部粘合胶、无纺布叠合，在粘合胶端除去基材后暴露出液晶聚合物膜， 然后在暴露的液晶聚合物膜表面复合一层无纺布，形成三明治结构。
本发明第三个方面提供了一种所述纳米尺度微孔滤膜在水处理中的应用。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本申请通过光配向技术结合带强极性基团的单官能团可聚合液晶分子 和带强极性基团的小分子液晶，可实现液晶分子垂直于膜表面取向，使制得的液 晶聚合物膜纳米微孔尺度可控、均匀，垂直取向的液晶分子使过滤通道更短，有 利于提高滤膜通量。
(2)本发明液晶聚合物膜适用于卷对卷涂布方式实现，相对于其实方法具 有更高的生产效率和更低的生产成本。
(3)本发明可以通过调整可聚合液晶和不可聚合分子化合物的比例和种类， 以及液晶分子极性基团种类可灵活调整液晶聚合物膜的结构参数，比如微孔尺 度、微孔分布密度、微孔过滤面积，匹配各类不同的应用环境。
(4)本发明克服了现有技术中滤膜的局限性，从分子水平设计的角度出发， 制作出具有0.8-3nm尺度微孔、孔径分布范围窄的液晶聚合物滤膜，将其用于水 处理领域。
附图说明
图1为本申请中水处理试验图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
一种微孔滤膜，制备原料如下表1，单位为重量份。
表1
微孔滤膜的制备方法如下：
(1)分别称取26g I-1，10g II-6，3g Irgacure369，0.2g BHT，依次倒入三口 烧瓶中，加入60.8g环己酮，将三口烧瓶放入40℃水浴中，搅拌1.5小时至充分 溶解，使用0.22μm过滤器过滤得到液晶组合物1(实施例1)。后续实施例根 据表1按照相同方法配置，对应得到液晶组合物2-7；
(2)将5g光配向材料Ⅳ-1和95g环己酮混合在一起并且在氮气氛下搅拌直 至完全溶解，0.22μm过滤器过滤得光配向液，光配向液滴加在PET表面，用湿 涂量为2g/m2的线棒涂布。将湿膜在100℃干燥10分钟。干膜厚度为约100nm。 将干膜暴露于偏振的紫外光下，曝光能量为80mJ/cm2，即得光配向层。在光配 向层表面滴加步骤(1)中配制的液晶组合物1，用湿涂量为10g/m2的线棒涂布。 将湿涂层在90℃干燥60秒，随后在室温和氮气氛下通过30mW/cm2的UV光固 化60秒，保持UV光从基材方向照射，得到液晶聚合物膜1。后续实施例按照 相同方法操作，对应得到液晶聚合物膜2-7；
(3)将液晶聚合物膜1和2分别置于乙酸乙酯/乙醇＝1/1(重量比)的混 合溶剂中浸泡50分钟，且在浸泡的过程中磁力搅拌。然后将液晶聚合物膜5和 7分别置于乙酸乙酯/乙醇＝1/1(重量比)的混合溶剂中进行浸洗，除去未交联固 化的小分子液晶，再置于50℃烘箱中烘干溶剂。分别将液晶聚合物膜3、4、6 和用乙酸乙酯/乙醇＝1/(重量比)1处理过的液晶聚合物膜5、7泡入1N NaOH 水溶液中，然后将液晶聚合物膜取出，分别用清水和乙醇各清洗3次，放入50℃ 烘箱中烘干。
(4)将过滤精度范围为10-50μm无纺布作为液晶聚合物膜的支撑层。在液 晶聚合物膜面的一边贴上1cm宽的双面胶带。将胶带贴在无纺布上，利用展平 辊将整个液晶聚合物膜压在无纺布表面，在胶带端开始揭去PET，在液晶聚合物 膜上面盖上一层无纺布，形成三明治结构。然后将三明治结构裁切成5cm×5cmm 的方形(裁去双面胶区域)。
按图1所示，安装液晶聚合物膜，在2kg/cm2的氮气压力下进行液晶聚合物 微孔滤膜的水处理试验，同时用不含液晶聚合物膜的双层无纺布进行水处理试 验，作为对照。取过滤前后的水样利用紫外-可见吸收光谱仪检测其杂质浓度。 用流量计检测水通量，计算杂质的去除率R％和记录水能量M(L m-2h-1)。
配制虎红钠盐(Rose Bengal Salt，RB)和亚甲基蓝(Methylene Blue，MB)浓度 分别为10uM的水溶液各一份，作为原水样，RB和MB分别标记为杂质1和杂 质2。R1和R2分别表示RB和MB通过滤膜后的杂质去除率。M1和M2分别 表示RB水样和MB水样通过滤膜时的水通量。
杂质去除率(R％)＝100-(Cp/C0)×100。Cp和C0分别为过滤水样和原水样中杂 质的浓度。
结果见表2。
表2
Claims (10)
1.一种纳米尺度微孔滤膜，其特征在于，制备原料包括：
1)至少一种双官能团可聚合液晶化合物I；
2)至少一种单官能团可聚合液晶II；其中单官能团可聚合液晶II结构如下：
SP3为C1-12的亚烷基链；
C5为-O-、-CO-、-OCO-、-COO-或-OCOO-；
C表示-O-、-CO-、-OCO-、-COO-或-OCOO-；
n为0或1；
D为-OR、-CN、卤素、-SO3H、-COOH，R为H或C1-6的烷基；
3)至少一种引发剂；
4)光配向材料。
2.根据权利要求1所述纳米尺度微孔滤膜，其特征在于，所述单官能团可聚合液晶II选自II-1:丙-2-烯酸-6-{[4-(4-甲氧基苯基)苯基]氧基}己基酯、II-2:丙-2-烯酸-6-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}己基酯、II-3:丙-2-烯酸-6-[(4-{[(4-甲氧基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]己基酯、II-4:丙-2-烯酸-3-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}丙基酯、II-5:丙-2-烯酸-3-{[4-(4-甲氧基苯基)苯基]氧基}丙基酯、II-6:丙-2-烯酸-3-[(4-{[(4-氰基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]丙基酯、II-7:丙-2-烯酸-3-[(4-{[(4-甲氧基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]丙基酯、II-8:丙-2-烯酸-4-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}丁基酯、II-9:丙-2-烯酸-3-[(4-{[(4-氰基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]丁基酯、II-10:丙-2-烯酸-3-[(4-{[(4-甲氧基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]丁基酯、II-11:2-甲基-丙-2-烯酸-6-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}己基酯、II-12:丙-2-烯酸-3-[(4-{2-[4-(丙基氧基)苯基]乙基}苯基)氧基]丙基酯、II-13:丙-2-烯酸-3-({4-[(4-氰基苯基)氧基]苯基}氧基)丙基酯、II-14:丙-2-烯酸-3-({4-[(4-氰基苯基)氧基]苯基}氧基)丁基酯、II-15:乙氧基苯丙-2-烯酸-3-[(4-甲基苯基)氧基]丙基酯、II-16:丙-2-烯酸-3-[(4-{2-[4-氰基苯基]乙基}苯基)氧基]己基酯、II-17:丙-2-烯酸-6-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}辛基酯、II-18:丙-2-烯酸-7-[(4-氰基苯基)氧基]-7-氧亚基庚基酯、II-19:丙-2-烯酸-4-{[4-(4-氰基苯基)苯基]氧基}-4-氧亚基丁基酯、II-20:丙-2-烯酸-4-[(4-{[(4-乙氧基苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]-4-氧亚基丁基酯、II-21:丙-2-烯酸-4-{[4-(4-氯苯基)苯基]氧基}-4-氧亚基丁基酯、II-22:丙-2-烯酸-4-[(4-{[(4-溴苯基)氧基]羰基}苯基)氧基]丁基酯、II-23:4-({[4-({1-氧亚基-4-[(1-氧亚基丙-2-烯基)氧基]丁基}氧基)苯基]羰基}氧基)苯磺酸、II-24：4-[4-({6-[(1-氧亚基丙-2-烯基)氧基]己基}氧基)苯基]苯甲酸中一种或多种。
3.根据权利要求2所述纳米尺度微孔滤膜，其特征在于，所述纳米尺度微孔滤膜的制备原料还包括一种或多种不可聚合分子III，其结构如下：
R2为-Ph-COO-、-COO-Ph-、-Ph-OCO-或-OCO-Ph-；
R3为-COOH、-CN或-SO3H；
m为0-6的任意整数。
4.根据权利要求3所述纳米尺度微孔滤膜，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括20-80份双官能团可聚合液晶化合物I、10-50份单官能团可聚合液晶II、0-10份不可聚合分子III、0.01-8份引发剂、6.9-20份光配向材料。
5.根据权利要求1-4任一项所述纳米尺度微孔滤膜，其特征在于，所述纳米尺度微孔滤膜还包括0.01-5重量份其他助剂。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述纳米尺度微孔滤膜的制备方法，其特征在于，包括下面步骤：
(1)将光配向材料使用溶剂溶解后得到光配向液，然后将其涂布在基材表面，烘干后曝光；
(2)将剩余的制备原料涂布在步骤(1)材料表面；
(3)烘干；
(4)交联固化得到液晶聚合物膜；
(5)液晶聚合物膜的后处理及转移。
7.根据权利要求6所述纳米尺度微孔滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)包括：将光配向材料和溶剂以1:19的重量比混合后在氮气气氛下搅拌溶解，然后使用0.22μm过滤器过滤得到光配向液，然后将其涂布在基材表面得到湿膜，湿膜烘干后曝光。
8.根据权利要求6所述纳米尺度微孔滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)液晶聚合物膜的后处理包括：将液晶聚合物膜进行洗涤后烘干。
9.根据权利要求8所述纳米尺度微孔滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)中液晶聚合物膜的转移包括：依次将液晶聚合物膜、局部粘合胶、无纺布叠合，在粘合胶端除去基材后暴露出液晶聚合物膜，然后在暴露的液晶聚合物膜表面复合一层无纺布，形成三明治结构。
10.一种根据权利要求1-5任一项所述纳米尺度微孔滤膜在水处理中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210688448.1A CN115301082B (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 一种纳米尺度微孔滤膜、制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210688448.1A CN115301082B (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 一种纳米尺度微孔滤膜、制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115301082A true CN115301082A (zh) | 2022-11-08 |
| CN115301082B CN115301082B (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=83855714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210688448.1A Active CN115301082B (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 一种纳米尺度微孔滤膜、制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115301082B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040034095A (ko) * | 2002-10-21 | 2004-04-28 | 엘지전선 주식회사 | 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리에스터계 감광성 고분자 액정 배향제 조성물,이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막의 제조방법 및상기 액정 배향막을 포함하는 액정 소자 |
| US20060096922A1 (en) * | 2002-10-03 | 2006-05-11 | Gin Douglas L | Lyotropic liquid crystal nanofiltration membranes |
| CN101503818A (zh) * | 2009-02-10 | 2009-08-12 | 中国科学院物理研究所 | 一种控制溶液晶体生长速率的方法 |
| CN102615885A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-01 | 复旦大学 | 可逆光致变形液晶高分子和碳纳米管复合薄膜的制备方法 |
| CN103842329A (zh) * | 2011-10-03 | 2014-06-04 | 罗利克有限公司 | 光定向材料 |
| US20140183410A1 (en) * | 2011-09-08 | 2014-07-03 | Fujifilm Corporation | Polymerizable liquid crystal compound, polymerizable composition, polymer material, and film |
| CN110776609A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-02-11 | 北京大学 | 一种基于嵌段共聚物的光塑性弹性体及其制备方法 |
| CN114044863A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-15 | 湖北工程学院 | 多臂[PS-b-PMA(11C)Az]x液晶嵌段共聚物及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-06-16 CN CN202210688448.1A patent/CN115301082B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060096922A1 (en) * | 2002-10-03 | 2006-05-11 | Gin Douglas L | Lyotropic liquid crystal nanofiltration membranes |
| KR20040034095A (ko) * | 2002-10-21 | 2004-04-28 | 엘지전선 주식회사 | 하나 이상의 광활성 그룹을 가지는 트리아진 고리를이용한 폴리에스터계 감광성 고분자 액정 배향제 조성물,이를 이용한 감광성 고분자 액정 배향막의 제조방법 및상기 액정 배향막을 포함하는 액정 소자 |
| CN101503818A (zh) * | 2009-02-10 | 2009-08-12 | 中国科学院物理研究所 | 一种控制溶液晶体生长速率的方法 |
| US20140183410A1 (en) * | 2011-09-08 | 2014-07-03 | Fujifilm Corporation | Polymerizable liquid crystal compound, polymerizable composition, polymer material, and film |
| CN103842329A (zh) * | 2011-10-03 | 2014-06-04 | 罗利克有限公司 | 光定向材料 |
| CN102615885A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-08-01 | 复旦大学 | 可逆光致变形液晶高分子和碳纳米管复合薄膜的制备方法 |
| CN110776609A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-02-11 | 北京大学 | 一种基于嵌段共聚物的光塑性弹性体及其制备方法 |
| CN114044863A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-15 | 湖北工程学院 | 多臂[PS-b-PMA(11C)Az]x液晶嵌段共聚物及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| MASAAKI AKAMATSU ET AL.: "Phase Behavior and Polymerization of the Ternary Polymerizable Cationic Gemini Surfactant/Fatty Alcohol/Water System", LANGMUIR, vol. 36, no. 4, pages 986 - 990, XP055734425, DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b03829 * |
| 张亦周;冯训达;: "基于液晶有序结构的高性能纳滤膜的制备", 液晶与显示, no. 07 * |
| 李发胜;齐琳;张莹;毛卫民;王磊;: "具有宽波反射特性的胆甾相液晶固体薄膜材料的研究", 分子科学学报, no. 04 * |
| 李艳香, 王宏光, 张宝砚, 刘作军: "一种含有高分子液晶超滤膜的制备与性能", 膜科学与技术, no. 05 * |
| 魏秀珍;杨佳;张国亮;: "超支化聚合物在分离膜中的应用研究", 功能材料, no. 2 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115301082B (zh) | 2024-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102278938B1 (ko) | 선택적 투과성 그래핀 옥시드 멤브레인 | |
| EP0165077B2 (en) | Sulfonated polysulfone composite semipermeable membranes | |
| JP6018790B2 (ja) | 分離膜、この製造方法および分離膜を含む水処理装置 | |
| CN101732998B (zh) | 一种交联聚乙烯醇缩糠醛纳滤膜的制备方法 | |
| EP2315626B1 (de) | Poröse membranen aus organopolysiloxan copolymeren | |
| EP3322514B1 (en) | A process for preparing a thin film composite membrane, thin film composite membrane prepared according to the process and method of purifying tap water or seawater or brackish water using the membrane | |
| KR102066780B1 (ko) | 막의 수분 유량을 향상시키기 위한 화학 첨가제들의 조합 | |
| Xu et al. | Polyarylether membranes for dehydration of ethanol and methanol via pervaporation | |
| Prihatiningtyas et al. | Ultra-high flux alkali-treated cellulose triacetate/cellulose nanocrystal nanocomposite membrane for pervaporation desalination | |
| Eljaddi et al. | Development of new pervaporation composite membranes for desalination: Theoretical and experimental investigations | |
| CN110479102A (zh) | 渗透蒸发脱盐非对称膜及其制备方法 | |
| JPS6127086B2 (zh) | ||
| Tang et al. | Ultrafiltration membranes with ultrafast water transport tuned via different substrates | |
| US8739977B2 (en) | Composite semipermeable membrane and method for producing the same | |
| Subrahmanya et al. | Synthesis of poly (4, 4′‐biphenylene sulfonyl succinamide)‐polysulfone blend membranes for removal of toxic metal ions from water | |
| Devadiga et al. | Liquid Crystal‐Based Water Treatment Membranes | |
| CN115301082B (zh) | 一种纳米尺度微孔滤膜、制备方法及其应用 | |
| Hosseinzadeh et al. | Novel thin film composite nanofiltration membrane using monoethanolamine (MEA) and diethanolamine (DEA) with m-phenylenediamine (MPD) | |
| CN109865501A (zh) | 一种用于吸附去除水中有机染料的复合膜制备方法 | |
| KR101301601B1 (ko) | 술폰화된 고분자막을 이용한 물 정제용 분리막 및 그 제조 방법 | |
| Madhavan et al. | Photoresponsive nanostructured membranes | |
| JP2023547043A (ja) | 膜 | |
| JP2769608B2 (ja) | 錯イオン型の分離膜およびその製造方法 | |
| Hadipour et al. | Benzenesulfonamide-Functionalized Electrospun Polysulfone as an Antibacterial Support Layer of Thin-Film Composite Pressure-Retarded Osmosis Membrane: Fabrication and Performance Evaluation | |
| Zhou et al. | Preparation of highly selective nanofiltration composite membranes based on a novel soluble rigidly contorted monomer |
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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230109 Address after: 201400 Building 1, No.1 Haikun Road, Fengxian District, Shanghai Applicant after: Shanghai Xianren new materials partnership (L.P.) Applicant after: Shanghai Xianhuan Hi Tech New Materials Co.,Ltd. Address before: 201400 Building 1, No.1 Haikun Road, Fengxian District, Shanghai Applicant before: Shanghai Xianren new materials partnership (L.P.) |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240505 Address after: Room 902-38, Building 2, No. 208 Lianhong Road, Yuanhua Town, Haining City, Jiaxing City, Zhejiang Province, 314400 Patentee after: Haining Zhiguang New Materials Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 201400 Building 1, No.1 Haikun Road, Fengxian District, Shanghai Patentee before: Shanghai Xianren new materials partnership (L.P.) Country or region before: China Patentee before: Shanghai Xianhuan Hi Tech New Materials Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |