[发明专利]一种具有耐热和耐溶剂性的混合基质膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有耐热和耐溶剂性的混合基质膜的制备方法，其特征在于：包括混合基质膜原膜制备和热氧化交联的步骤，其中，

混合基质膜原膜制备为：将氧化石墨烯、金属醇盐或正硅酸酯类化合物、醋酸、聚合物和有机溶剂配置成制膜液并制膜，在25～90℃的pH值为0.1～6的酸性凝胶浴中，利用非溶剂相转化法原位合成混合基质原膜，

其中，所述正硅酸酯类化合物为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸异丙酯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混合基质膜原膜制备为：

将聚合物、氧化石墨烯、金属醇盐或正硅酸酯类化合物、醋酸、有机溶剂配置成制膜液，并制成厚度为50μm～700μm的液膜，其中，聚合物的质量分数为3～30wt.％，氧化石墨烯的质量分数为0.003～0.3wt.％，金属醇盐或正硅酸酯类化合物的质量分数为0.1～5wt.％，醋酸的质量分数为0.1～10wt.％；将液膜在空气中放置5s～20min后，浸没在25～90℃的pH值为0.1～6的酸性凝胶浴中2～30min；取出膜片，将其浸泡于去离子水中6～48h，随后在60℃下真空干燥6～24h，得到混合基质原膜。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热氧化交联为：

将混合基质原膜置于热氧化交联装置中，从室温开始升温，并在空气中进行热氧化交联；升温速率为0.1～20℃/min，空气流量为0.1～50L/min，热氧化交联温度为115～400℃，热氧化交联时间为0～120h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属醇盐为钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸正四丁酯或钛酸四异丁酯中的一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚合物为聚酰胺酸、聚醚酰亚胺、芳香族聚酰胺、聚芳醚酮、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚二偏氟乙烯或醋酸纤维素中的一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亚砜中的一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酸性凝胶浴为酸的水溶液，其pH值为0.1～6，酸的种类为醋酸、柠檬酸、草酸、盐酸、硫酸或硝酸中一种。

8.权利要求1～7任一项所述方法制得的混合基质膜作为超滤膜或纳滤膜的应用，其特征在于：所述混合基质膜作为超滤膜可截留有机溶剂中分子量为1,000-1,000,000Dalton的所有有机分子、无机颗粒和胶体粒子中的一种；所述混合基质膜作为纳滤分离膜可截留有机溶剂中分子量为80-1000Dalton的所有无机盐、有机小分子和小分子胶体粒子中的一种。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述有机溶剂为芳香烃类、脂肪烃类、脂环烃类、卤化烃类、醇类、醚类、酯类、酮类、二醇衍生物类和DMSO、NMP、DMF、DMAc、乙腈、吡啶和苯酚中的一种。