新材料及其应用

一种耐溶剂荷电复合纳滤膜的制备方法，包括：(1)聚对苯二甲酰对苯二胺经酰胺水解得到含有氨基的纳米纤维分散液；(2)在氧化石墨烯表面通过酯化反应锚定引发剂2?溴?2?甲基丙酰溴，得到含溴基团氧化石墨烯；再以结构如式(III)所示的离子对结构离子液体为单体，通过ARGET?ATRP在含溴基团氧化石墨烯上生长聚合物，得到离子对结构离子液体功能化氧化石墨烯；(3)将含有氨基的纳米纤维分散液与步骤(2)制得的离子对结构离子液体功能化氧化石墨烯配制成铸膜液；(4)使铸膜液在洁净的玻璃板上形成薄膜状胶体，浸入去离子水中形成薄膜，再经热处理得到荷电耐溶剂复合纳滤膜。本发明的复合纳滤膜在有机溶剂中具有良好的耐溶剂性能和高通量。

成果亮点

本发明要解决的技术问题在于提供一种在有机溶剂中具有良好的耐溶剂性能和高通量的复合纳滤膜的制备方法。 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 本发明提供了一种耐溶剂荷电复合纳滤膜的制备方法，包括如下步骤： (1)聚对苯二甲酰对苯二胺经酰胺水解得到含有氨基的纳米纤维分散液； (2)在氧化石墨烯表面通过酯化反应锚定引发剂2-溴-2-甲基丙酰溴，得到含溴基团氧化石墨烯(GO-Br)，其结构参见式(IV)；再以结构如式(III)所示的离子对结构离子液体为单体，通过ARGET-ATRP在含溴基团氧化石墨烯上生长聚合物，得到离子对结构离子液体功能化氧化石墨烯，其结构参见式(II)；

纳滤膜又称“疏松反渗透膜”，孔径约为 1nm，介于反渗透和超滤之间。纳滤膜能够过滤掉水中硬度、微生物、胶体、大分子有机物等有害物质，同时保留了水中对人体有益的微量元素和矿物质。耐溶剂荷电复合纳滤膜是在传统纳滤膜的基础上，通过在表面修饰上一层荷电膜来提高膜的选择性和使用寿命。

耐溶剂荷电复合纳滤膜在水处理、食品加工、石油化工等领域都有广泛的应用前景。例如，在水处理领域，可以用于去除水中的有机物和重金属等有害物质，同时保留水中的矿物质和微量元素，生产出符合饮用标准的纯净水；在食品加工领域，可以用于去除果汁中的农药和色素等有害物质，生产出无污染的绿色食品；在石油化工领域，可以用于分离油水混合物，生产出高纯度的油品。

总的来说，耐溶剂荷电复合纳滤膜具有较高的选择性、良好的透过性和较长的使用寿命，在许多领域都具有广泛的应用前景，是一种具有潜力的新型材料。随着技术的不断进步，耐溶剂荷电复合纳滤膜的应用范围还将不断扩大。

本发明所述的复合纳滤膜基于离子对结构离子液体功能化氧化石墨烯端位的羧基与聚对苯二甲酰对苯二胺纳米纤维酰胺水解产生的端位氨基在热处理条件下反应进行酰胺反应交联，以及聚对苯二甲酰对苯二胺分子链之内/分子链之间氢键的再生形成强相互作用构筑三维网络结构，提高纳滤膜的耐溶剂性；本发明所述的纳滤膜中氧化石墨烯接枝的聚离子对结构离子液体在制备过程中会自聚集成亲水颗粒，其表面的羧基与与纳米纤维上氨基二者间形成强相互作用，有利于高通量传输通道的构建；所述的纳滤膜能通过调节加入的功能化氧化石墨烯纳米片的含量控制交联结点的密度，进而调控传输通道孔径的大小；因此，本发明所述的复合纳滤膜在有机溶剂中具有高渗透通量和良好的耐溶胀性能，并且对于大分子(分子量>500g mol–1)染料分子具有高截留率。