[发明专利]一种结构可控的复合纳滤膜及其制备方法

权利要求书

1.一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：

1）制备结构可控的两性离子中空纳米粒子：

1.1）在去离子水中依次加入引发剂过硫酸铵、两性离子单体N,N-二甲基（丙烯酰胺基丙基）丙烷磺酸铵、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯混合，磁力搅拌至均匀溶解，得到水相；所述去离子水、过硫酸铵、N,N-二甲基（丙烯酰胺基丙基）丙烷磺酸铵、聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为1：0.01-0.03：0.1-0.5：0.01-0.05；

1.2）将双亲性大分子RAFT试剂， 吐温80和司班80溶解在甲苯中，磁力搅拌至均匀溶解，得到油相；所述甲苯、RAFT试剂、吐温80和司班80 的质量比为1：0.03-0.09：0.001-0.002：0.001-0.009；双亲性大分子RAFT试剂的分子式如下：

1.3）将油相剧烈搅拌的同时逐滴加入水相，使水相与油相的体积比为1：8-20，进行预乳化20-40 min形成粗乳液，随后通过超声细胞粉碎机超声处理制得细乳液，然后加入四甲基乙二胺，使去离子水与四甲基乙二胺的体积比为1:0.01-0.05，通氮排氧20-40 min后在30-50 ℃条件下进行聚合反应6-10 h，再经洗涤冷冻干燥处理后即得两性离子中空纳米粒子粉末；

2）制备结构可控的复合纳滤膜：

2.1）将步骤1）所得的结构可控的两性离子中空纳米粒子粉末加入到浓度为 0.5-3g/L的无水哌嗪的水溶液中，所述两性离子中空纳米粒子粉末的质量浓度为水相的0.05-0.4g/L，调节溶液pH=11，超声至粉末溶解，得到含两性离子中空纳米粒子的水相；

2.2）将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，使均苯三甲酰氯的浓度为 0.25-2.5 g/L ，得到油相；

2.3）在聚砜底膜表面迅速倒上含两性离子中空纳米粒子的水相溶液，静置2-8 min，去除多余溶液之后静置适当时间直至表面无水珠；然后再在底膜表面迅速倒上油相溶液，静置20-60 s以引发界面聚合反应，并去除多余溶液；将膜置于50-70 ℃烘干，烘干时间 5-20min ，制成结构可控的复合纳滤膜。

2.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述的两性离子中空纳米粒子可以通过控制双亲性大分子RAFT试剂的用量进行粒径大小调控；通过改变两性离子单体N,N-二甲基（丙烯酰胺基丙基）丙烷磺酸铵和水相的质量比进行核/壳比调控；通过改变交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯的用量进行交联度调控。

3.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1.1）中所述单体N,N-二甲基（丙烯酰胺基丙基）丙烷磺酸铵具有温敏性，其UCST为25 ℃；步骤1.1）中所述去离子水、过硫酸铵、N,N-二甲基（丙烯酰胺基丙基）丙烷磺酸铵、聚乙二醇二丙烯酸酯的质量比为1：0.01-0.02：0.2-0.4：0.02-0.04。

4.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1.2）中所述甲苯、RAFT试剂、吐温80和司班80的质量比为1:0.04-0.07:0.001-0.002:0.003-0.006 。

5.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1.2）中所述双亲性大分子RAFT试剂，采用RAFT溶液聚合法制备，过程如下：将2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸溶于二氧六环溶剂中， 将苯乙烯，两性离子单体N,N-二甲基（丙烯酰胺基丙基）丙烷磺酸铵和偶氮二异丁腈依次溶于苯甲醇中，将上述两溶液混合均匀，磁力搅拌，在70～90 ℃条件下聚合反应8～10小时，通过冰甲醇沉淀法和真空干燥去除溶剂制得双亲性大分子RAFT试剂；所述2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸与二氧六环溶剂的质量比为1: 4-6；所述苯乙烯、两性离子单体、偶氮二异丁腈和苯甲醇的质量比为8-16:1:0.005-0.01:20-40。

6.如权利要求1所述的一种结构可控的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1.3）中所述水相与油相的体积比为1：8-15 ；所述去离子水与甲基乙二胺的体积比为1：0.02-0.04 。