[发明专利]新型杂化膜及其制备和应用

权利要求书

1.一种杂化膜，其特征在于，包括：连续相的载体膜和在连续相的载体膜表面负载的多孔材料颗粒；所述杂化膜的制备方法包括步骤：

1)将多孔材料颗粒负载在基板或者底膜上；

2)将连续相的载体膜溶液涂布在负载了多孔材料颗粒的基板或底膜上，干燥或化学反应处理，然后脱膜，得到杂化膜；其中，

所述基板为致密或多孔的板，包括：玻璃基板和氧化铝基板；所述底膜为致密或多孔的膜，包括：聚砜、聚醚亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、亲水性聚四氟乙烯、聚丙烯腈和聚醚砜；负载方法包括：浸涂法和刷涂法；所述基板、底膜，包括：干净的基板或底膜，经化学表面处理的基板或底膜；其中，化学表面处理包括：用硅烷偶联剂、聚乙烯亚胺、阳离子表面活性剂处理基板或底膜；

所述硅烷偶联剂，包括：氯丙基三甲氧基硅烷；阳离子表面活性剂包括：聚二甲基二烯丙基氯化铵；

所述步骤1)的操作步骤包括：将干燥后的多孔材料颗粒分散于溶剂中，制成0.2～3wt％的分散体系，用超声来分散多孔材料颗粒；用该分散体系浸泡处理干净的基板或底膜，或用该分散体系浸泡处理者经化学表面处理的基板或底膜，在室温～100℃下，以空气或惰性气氛下，浸润时间为1秒～60分钟或以超声辅助处理，干燥，使多孔材料颗粒负载于基板或底膜表面；

所述步骤2)中，连续相的载体膜溶液中的溶剂包括：有机溶剂和无机溶剂；连续相的载体膜溶液中的浓度范围为0.1～50wt％；涂布的方法包括：旋涂法、刮涂法和流延法；脱膜的步骤为：将带有载体膜和多孔材料颗粒的基板或底膜在100～300℃进行热处理10～60分钟进行脱膜。

2.如权利要求1所述的杂化膜，其特征在于：所述杂化膜中，负载的多孔材料颗粒与连续相的载体膜表面之间的结合力包括：范德华力、氢键、静电吸附、化学键合作用或它们之间的任意组合。

3.如权利要求1所述的杂化膜，其特征在于：所述杂化膜的形式包括：板框式、卷式、管式和中空纤维式。

4.如权利要求1所述的杂化膜，其特征在于：所述杂化膜的厚度为50纳米～100微米。

5.如权利要求1所述的杂化膜，其特征在于：所述连续相的载体膜，包括：高分子膜、无机膜和普通杂化膜。

6.如权利要求5所述的杂化膜，其特征在于：所述高分子膜的材质包括：任意的纯粹高分子材料或多种不同高分子材料的混合物；

其中，高分子材料包括：聚乙烯类聚合物、聚苯乙烯类聚合物、聚烯丙基类聚合物、聚砜、聚碳酸酯、纤维素聚合物、聚酰胺和聚酰亚胺类聚合物、聚醚、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚芳醚、聚二异氰酸酯、聚氨酯、聚酯、聚硫化物、聚三唑、聚苯并咪唑、聚碳化二亚胺、以及包含有上述重复单元的共聚物、含有上述聚合物的接枝物和共混物，其中，接枝物中的典型取代基包括：卤素、羟基、低级烷基、低级烷氧基、单环芳基和低级酰基。

7.如权利要求6所述的杂化膜，其特征在于：所述聚乙烯类聚合物包括：聚乙烯醇，包括聚乙酸乙烯酯和聚丙酸乙烯酯的聚乙烯基酯，聚乙烯基吡啶，聚乙烯基吡咯烷酮，聚乙烯基醚，聚乙烯基酮，包括聚乙烯基醇缩甲醛和聚乙烯基醇缩丁醛的聚乙烯基醛，聚乙烯基酰胺，聚乙烯基脲，聚氯乙烯，聚氟乙烯类及其衍生物；

聚苯乙烯类聚合物，包括：含苯乙烯的共聚物；

纤维素聚合物，包括：乙酸丁酸纤维素、丙酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、硝基纤维素；

聚酰胺和聚酰亚胺类，包括芳香族聚酰胺和芳香族聚酰亚胺；

聚芳醚，包括聚苯醚和聚二甲苯醚；

聚酯包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚甲基丙烯酸烷基酯，聚丙烯酸酯，聚对苯二甲酸亚苯基酯。

8.如权利要求5所述的杂化膜，其特征在于：所述无机膜，包括：致密的无机膜和多孔的无机膜；

其中，致密的无机膜包括：纯金属膜和合金膜；纯金属膜包括：钯膜；合金膜包括：钯-铜合金膜；

多孔的无机膜包括：多孔氧化铝膜，二氧化钛膜，二氧化锆膜，碳化硅膜，氮化硅膜，纳米碳管膜，石墨烯膜和碳分子筛膜；多孔的无机膜的孔道直径为0.2～100纳米。

9.如权利要求1所述的杂化膜，其特征在于：所述多孔材料为任意具有孔道结构的晶态或无定型的有机、无机或有机-无机杂化材料，其孔道直径为0.2nm～20nm；

多孔材料颗粒的大小为5纳米～100微米，厚度为1纳米～100微米。