[发明专利]一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜，其特征在于，该纳滤膜以聚醚砜为基质膜，基质膜中掺杂有纳米氧化硅，纳米氧化硅表面包覆有壳聚糖，所述基质膜表面还沉积有碳纳米管；该纳滤膜厚度为80-100nm，所述碳纳米管表面包覆有聚多巴胺，聚多巴胺与碳纳米管之间还沉积有聚苯乙烯微球。

2.一种权利要求1所述的聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将1ml四乙氧基硅烷溶于无水乙醇中，加入1ml去离子水搅拌水解20-60min，然后缓慢滴加5ml的10wt％氨水溶液，搅拌处理30min，制得硅溶胶，室温下静置陈化处理10-20h，制得硅凝胶，将硅凝胶干燥后制得的凝胶粉末于马弗炉内煅烧处理，制得纳米二氧化硅；

(2)将壳聚糖溶于质量浓度为3％的醋酸溶液中，制得混合液；将步骤(1)制得的纳米二氧化硅、硅烷偶联剂和水混合搅拌制得纳米二氧化硅分散液，将混合液和二氧化硅分散液混合，然后加入13wt％的戊二醛水溶液，在40-50℃下搅拌反应30-90min，冷却至室温，过滤，将过滤滤渣采用去离子水洗涤后80℃下干燥3h，制得壳聚糖交联包覆二氧化硅粉末；将聚醚砜溶于DMF中，然后加入上述制得的壳聚糖交联包覆二氧化硅粉末，搅拌混合均匀制得成膜溶液，将成膜溶液采用流延成膜的方法制得杂化基质膜；

(3)称量苯乙烯单体、过硫酸钾；将称量的苯乙烯单体的1/3加入到十二烷基苯磺酸钠、去离子水的溶液中，超声混合1h，然后加入称量的过硫酸钾的一半，在70℃下搅拌反应30min，冷却至室温，制得种子乳液；在种子乳液中加入羧基化碳纳米管，搅拌混合后滴加剩余的苯乙烯单体和过硫酸钾，继续升温至70℃下搅拌反应30-80min，反应结束后冷却至室温，过滤，得到的沉淀采用无水乙醇洗涤后干燥处理，制得聚苯乙烯微球修饰碳纳米管材料；

(4)将上述制得的聚苯乙烯微球修饰碳纳米管材料加入到含有多巴胺盐酸盐的Tris-HCl溶液中，搅拌混合反应1h，制得聚多巴胺修饰材料；将制得的聚多巴胺修饰材料加入到去离子水中，然后加入占聚多巴胺修饰材料质量3％的硅烷偶联剂，搅拌混合后制得涂膜液，加入步骤(2)制得的杂化基质膜浸涂处理，取出基质膜，80-100℃下干燥处理，制得聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜。

3.根据权利要求2所述的一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述煅烧温度为200-300℃，煅烧时间为10-40min。

4.根据权利要求2所述的一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述壳聚糖、纳米二氧化硅、硅烷偶联剂、戊二醛的质量比为3：(0.5-2.5)：0.001：(0.1-0.2)。

5.根据权利要求2所述的一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述成膜溶液中聚醚砜、壳聚糖交联包覆二氧化硅粉末的质量浓度分别为20％、1-4％。

6.根据权利要求2所述的一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，以重量份计，各组分用量具体为：苯乙烯单体6-12份、十二烷基苯磺酸钠0.15-0.3份、过硫酸钾0.1-0.5份、羧基化碳纳米管1-3份、去离子水20-30份。

7.根据权利要求2所述的一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述多巴胺盐酸盐的Tris-HCl溶液中多巴胺盐酸盐的浓度为1-2mg/ml，Tris-HCl的pH为8-9，浓度为10mmol/L。

8.根据权利要求2所述的一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述聚苯乙烯微球修饰碳纳米管材料、多巴胺盐酸盐的质量比为1:0.005-0.01。