[发明专利]PEI@COF复合膜的制备及其应用

说明书

本发明提供了一种PEI@COF复合膜的制备方法以及应用，用于染料的分离。该复合膜是通过聚乙烯亚胺、均苯三甲醛和对苯二胺为原料，首先利用均苯三甲醛和对苯二胺反应制备得到COF‑LZU1，然后将不同质量比的PEI与COF‑LZU1粉末的混合水溶液，再向加入交联剂1,4‑丁二醇二缩水甘油醚或均苯三甲酰氯超声混合，反应24h,最后抽滤得到PEI@COF复合膜。本发明得到的复合膜制备过程简单，解决了COF独立成膜机械性能差的问题，并且柔韧性好，在染料分离领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于分离领域，具体涉及PEI@COF复合膜的制备。

背景技术

COF是一类新型的晶体多孔材料，由共价连接的有机单元组成。由于其独特的特性，例如固有的孔隙率，明确的孔径，有序的通道结构，较大的表面积，出色的热稳定性和可功能化，近年来，COF在许多领域引起了极大的关注，包括储气，分子分离，催化，和能量存储。尤其是，这些通用的体系结构以及易于定制的功能，使COF成为构建具有出色性能的分子筛膜的极佳候选者。但是由于COF独立成膜存在机械性能差，且只有很少的关于在多孔载体上使用连续COF膜进行分离的报道，因此制备具有较好的机械性能的COF膜成为目前的挑战。

聚乙烯亚胺(PEI)是一种水溶性高分子聚合物，结构单元中含有大量的伯胺、仲胺、叔胺等基团，具有很高的化学活性，可以中和、吸附所有阴离子物质及螯化重金属离子，因此它被很多人用来做染料吸附的材料。若将聚乙烯亚胺交联，其所形成的的交联网络将COF固定在其中，即可得到PEI@COF复合膜，不仅解决了COF难以成膜的问题，而且提高了机械性能。

发明内容

本发明的目的是针对共价有机框架材料在制成膜时中存在的问题，提供一种PEI@COF复合膜的制备方法。本发明利用COFs固定在聚乙烯亚胺交联网络的方法，制备得到PEI@COF复合膜。

本发明采用的技术方案如下：

(1)COF-LZU1的制备：取100mg均苯三甲醛和100mg对苯二胺，溶于20ml二恶烷，然后缓慢加入0.4ml 3mol/L的醋酸溶液，密封静置三天。反应完成后，用甲醇洗涤三次沉淀，然后真空干燥得到COF-LZU1粉末。

(2)PEI@COF复合膜的制备：向不同质量比(总质量为33mg)的PEI与COF-LZU1粉末的混合水溶液里加入交联剂1,4-丁二醇二缩水甘油醚或均苯三甲酰氯(与PEI质量比为1:1)，超声混合后，反应12h，然后抽滤成膜。

优选的是PEI与COF的质量比为10:1，8:1，6:1，4:1，2:1，1:1，在该比例范围内制备的PEI@COF复合膜对染料的过滤效果较好。

优选的是交联剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚或均苯三甲酰氯。

PEI@COF复合膜的应用，作为分离材料，在染料分离中，通过混合染料溶液选择性分离实验进行测试。即将混合染料通过复合膜，分析通过前后溶液成分的实验。

本发明的PEI@COF复合膜在染料分离中的应用，与之前的相关文献报道相比，具有以下优点：

(1)鉴于COF独立成膜存在机械性能差，而无支撑膜必须达数百微米才能确保机械稳定性，通过制备PEI@COF复合膜，可以使得COF克服这些问题；

(2)将聚乙烯亚胺交联网络做为负载材料，不仅可以增加材料的柔韧性，从而改善COFs的机械性能。

附图说明

图1为PEI@COF复合膜的红外光谱图；

图2为PEI@COF复合膜的扫描电镜图；

具体实施方式

实施例1