[发明专利]复合膜材料、其制备方法以及过滤膜

说明书

本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种复合膜材料、其制备方法以及过滤膜。复合膜材料的制备方法主要包括以下步骤：将膜材浸润于混合液中浸轧，干燥后于160℃‑250℃下热处理；其中，混合液溶解有金属有机框架材料的原料。本发明实施例提供的复合膜材料的制备方法制备条件温和不苛刻，溶剂使用量较少，而且容易回收；此制备过程对设备要求也很简单，容易实现大规模生产。金属有机框架在膜材表面生长稳定连续，制备得到的复合膜材料具有优异的机械性能和热力学稳定性。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种复合膜材料、其制备方法以及过滤膜。

背景技术

膜材包括较高强度的织物，有些会以织物为基材，以聚合物为涂层做成复合材料，为了增加膜材的强度，会在膜材料的表面负载其他材料，例如负载金属有机框架，但是现有的负载手段存在条件苛刻，不利于大规模生产。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种复合膜材料、其制备方法以及过滤膜。其旨在改善现有的复合膜材料制备条件苛刻的问题。

本发明第一方面提供一种复合膜材料的制备方法，复合膜材料的制备方法主要包括以下步骤：

将膜材浸润于混合液中浸轧，干燥后于160℃-250℃下热处理；其中，混合液溶解有金属有机框架材料的原料。

本发明实施例提供的复合膜材料的制备方法制备条件温和不苛刻，溶剂使用量较少，而且容易回收；此制备过程对设备要求也很简单，容易实现大规模生产。金属有机框架在膜材表面生长稳定连续，制备得到的复合膜材料具有优异的机械性能和热力学稳定性，并且还具有良好的过滤效果。此外，本发明提供的方法可以均匀地在膜材内部以及表面涂覆一层金属有机框架；并且金属有机框架的厚度可以通过溶液浓度和带液量进行控制。本发明提供的方法可以在膜材的惰性表面生长金属有机框架，不受膜材的材料限制。

在本发明第一方面的一些实施例中，上述膜材为纤维膜；

优选地，膜材为纳米纤维膜；

优选地，膜材的材料包括聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚砜、聚苯并咪唑、聚醚砜或者聚芳醚酮中的至少一种。

通过本发明实施例提供的方法，能够增加膜材的抗压、抗拉以及耐高温性能。用于过滤具有较好的过滤性能的同时可以使用于高温环境，例如汽车尾气过滤。

在本发明第一方面的一些实施例中，上述混合液包括金属盐、有机前驱体以及溶剂；

金属盐包括金属氯化物、金属硝酸盐或者金属醋酸盐中的至少一种；

有机前驱体包括有机羧酸类配体、含氮类配体、或者含氮氧混合类配体中的至少一种；

金属盐和有机前驱体均能溶解于溶剂；

优选地，溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、丙酮、乙醇、乙醚、氯仿或者水。

在本发明第一方面的一些实施例中，上述金属氯化物包括Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺的氯化盐中的至少一种；

金属硝酸盐包括Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺的硝酸盐中的至少一种；

金属醋酸盐包括醋酸锌。

在本发明第一方面的一些实施例中，上述有机羧酸类配体包括1,3,5-苯三甲酸、1,2,4-苯三甲酸、1，2,4,5-苯四甲酸、吡啶-2,4,6-三羧酸或者吡啶-2,3,5,6-四羧酸中的至少一种；