[发明专利]一种基于纳米类水滑石的超亲水有机膜制备方法

权利要求书

1.一种基于纳米类水滑石的超亲水有机膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供含氨基官能团的纳米类水滑石悬浮液，所述含氨基官能团的纳米类水滑石悬浮液中纳米类水滑石的质量含量为0.1wt％-30wt％；

(2)提供表面带有羧基官能团的有机膜；

(3)将步骤(2)所述有机膜于室温条件下浸泡于催化剂水溶液中，浸泡时间为15-30分钟；

(4)将步骤(3)浸泡后的所述有机膜浸泡于步骤(1)所述含氨基官能团的纳米类水滑石悬浮液中，经过纳米材料自组装接枝反应，在所述有机膜的表面接枝形成一纳米类水滑石颗粒层，得到超亲水有机膜，在所述步骤(1)中所述含氨基官能团的纳米类水滑石悬浮液是通过以下步骤制得的：

(1-1)配制硝酸镁和硝酸铝的混合水溶液，基于溶液的总质量，所述混合水溶液中硝酸镁的质量含量为13wt％-17wt％，所述混合水溶液中硝酸铝的质量含量为5.6wt％-9wt％；

(1-2)配制(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液，所述(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液中(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷的体积含量为26％-40％，所述(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液中乙醇的体积含量为74％-60％；

(1-3)配制澄清的、温度为70摄氏度的十二烷基磺酸钠水溶液，所述十二烷基磺酸钠水溶液中十二烷基磺酸钠的质量含量为4.8wt％-8wt％；

(1-4)向所述步骤(1-3)中制得的温度恒定为70摄氏度的十二烷基磺酸钠水溶液中，以相同的速度，逐滴加入所述步骤(1-1)中制得的盐溶液和所述步骤(1-2)中制得的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液，以实现三种溶液的逐步混合，滴加速度为0.01-0.1mL/s，基于所述溶液的体积，十二烷基磺酸钠水溶液、盐溶液和(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷乙醇溶液的混合比例为4:4:3；

(1-5)将所述步骤(1-4)中制得的混合液置于密闭环境中，于70摄氏度恒温条件下，加热不低于12小时；

(1-6)对所述步骤(1-5)中制得的混合液中的悬浮固体进行分离，并使用去离子水对所得分离固体进行过滤淋洗，至淋洗滤出液的pH为7，停止淋洗；

(1-7)将所述步骤(1-6)中得到的固体溶解分散到去离子水中，得到含氨基官能团的纳米类水滑石悬浮液。

2.根据权利要求1所述的基于纳米类水滑石的超亲水有机膜制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中所述的表面带有羧基官能团的有机膜，包括：

膜材料自身具有羧基官能团的有机膜；

膜材料自身不具有羧基官能团，但是所含添加剂具有羧基官能团的有机膜；

或者是膜材料和添加剂自身均不具有羧基官能团，但是在成膜后通过表面改性手段使膜表面具有羧基官能团的有机膜。

3.根据权利要求1所述的基于纳米类水滑石的超亲水有机膜制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中所述催化剂水溶液中N-羟基丁二酰亚胺的浓度为5mmol/L、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为2mmol/L、2-(N-吗啉基)乙磺酸4-吗啉乙磺酸的浓度为10mmol/L，并利用1mol/L HCl溶液调控催化剂水溶液pH为5-5.5。

4.根据权利要求1所述的基于纳米类水滑石的超亲水有机膜制备方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，采用磷酸盐缓冲溶液控制所述纳米类水滑石悬浮液的pH为7-7.5。

5.根据权利要求1所述的基于纳米类水滑石的超亲水有机膜制备方法，其特征在于，在所述步骤(4)中所述的纳米类水滑石自组装接枝反应的反应时间为1-12小时。

6.根据权利要求1所述的基于纳米类水滑石的超亲水有机膜制备方法，其特征在于，在所述步骤(1-1)、步骤(1-2)、步骤(1-3)、步骤(1-4)、步骤(1-5)、步骤(1-7)中所述的所有溶液配制和分散过程中，均向溶液中加入磁性转子，并使用外加磁力作用对所述溶液进行搅拌，以促进溶解和分散，所述磁性转子的搅拌转速为400-700转/min。