小为微米级。
[0033]实施例2共价三嗪骨架材料的制备
[0034]按实施例1相同的操作，但增加了原料的加入量以及升温程序，Ig对苯二腈粉末先加入微波反应釜中，然后加入5毫升三氟甲磺酸催化剂，升温程序为I分钟由室温升至90°C，30秒由90°C升至110°C，然后在110°C恒温30分钟使反应充分进行，最后自然降温。X射线衍射证实产物同样具有一定的晶型(如图3)。这种合成方法可以达到一次性大量合成CTF材料。
[0035]实施例3共价三嗪骨架材料掺杂硅橡胶杂化膜的制备
[0036]CTF材料按10wt%的比例掺入聚甲基苯基硅氧烷中，膜液配制如下:
[0037]溶液(I):0.2克CTF材料与3.3克异辛烷混合后，室温下水浴超声5分钟使CTF材料分散均匀；
[0038]溶液(2):0.02克有机锡与0.2克正硅酸乙酯、2克聚甲基苯基硅氧烷、3.3克异辛烷混合，水浴超声5分钟。
[0039]将溶液(2)转入溶液(I)中，(TC探头超声分散均匀，将准备好的氧化铝管或者片浸在膜液中10秒，然后提拉制膜，浸入及提拉的速率均为60毫米/分钟；随着膜液粘度的变化，每隔一定时间提拉制备一个膜，膜厚随时间变厚，室温干燥24小时后于100°C环境中继续干燥12小时，然后真空干燥12小时。
[0040]实施例4杂化膜的渗透气化分离性能
[0041]将实施例3所得的杂化膜进行渗透汽化分离研究，膜的截面图如图4所示。在渗透温度为75°C时，异丁醇/水体系的分离结果如图5所示。
[0042]由图可见，通过本发明制备的新型杂化膜具有优秀的异丁醇/水分离性能。
[0043]实施例5杂化膜的气体分离性能
[0044]将实施例3中所得到的膜进行混合气体分离测试。室温下，膜两侧压差为4bar，膜的二氧化碳/氮气分离结果如图6所示。
[0045]比较例I共价三嗪骨架材料的制备
[0046]操作同实施例1，只是升温程序变化为3分钟从室温升至100°C，并在100°C下恒温30分钟，随后自然降温。升温程序设置考虑了微波加热飞温的可能性。X射线衍射显示产物没有明显的晶体结构(如图5)。
[0047]比较例2共价三嗪骨架材料掺杂聚砜杂化膜的制备
[0048]CTF材料按照10wt%掺入聚砜中，具体步骤为:称取Ig聚砜溶解于适量氯仿中，搅拌24小时；将CTF材料超声分散于氯仿中，随后按照
[0049]( W三嗪骨架+W聚w):ff氯仿=1:10
[0050]的比例将聚砜溶液与CTF分散液混合，搅拌24小时。其中，W代表质量。同样通过浸涂法制备杂化膜。将准备的氧化铝管或者片浸入膜液中，停留30秒提拉制膜，浸入及提拉的速率为200毫米/分钟。膜室温干燥24小时，50°C干燥4小时，80°C干燥6_7小时，最后于110°C真空干燥24小时。
[0051]比较例3共价三嗪骨架材料掺杂聚砜杂化膜的气体分离性能测试
[0052]将比较例2中制备的杂化膜进行气体分离性能测试，操作同实施例5，室温下，膜两侧压差为6bar，该膜的二氧化碳/氮气混合气体分离系数为9.38，渗透量为1.08X 10_9摩尔/平方米.秒.帕。分离系数相较实施例3中的杂化膜并没有增大太多，但是透量却减小的较明显。CTF材料与硅橡胶的相容性可能较好。
【主权项】
1.一种共价三嗪骨架掺杂杂化膜的制备方法，其特征在于:该方法具体步骤如下: (1)共价三嗪骨架材料的制备: 将CTFs材料单体与三氟甲磺酸混合置于微波反应釜中，利用微波加热合成CTFs材料；合成温度为100°C?150°C，合成时间为10?60分钟； 其中，单体与三氟甲磺酸的质量比1:5?1:50 ; 单体为有机单体，为对苯二腈，联苯二腈，2，6-二氰基吡啶，2，5-二氰基噻吩，1,3, 5-H (4-苯腈)苯，二 (4-氰苯基)醚，4，4’，4’’-次氮基三氰苯，4，4’，4’’，4’’’-四苯腈基碳中的一种或多种； (2)杂化膜液的配制: CTFs材料与异辛烷以质量比1:15混合，水浴60?600瓦超声I?30分钟；配置有机物溶液，催化剂:正硅酸乙酯:聚甲基苯基硅氧烷:异辛烷以质量比1:a:b:c混合，水浴60?600瓦超声I?10分钟，将有机物溶液与CTFs分散液混合，冰水浴中60?600瓦超声5?60分钟； 其中，共价三嗪骨架粉体与有机物的质量比为lwt%?60wt% ； 有机物为聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、聚三甲基硅烷-1-丙炔中的一种； (3)共价三嗪骨架掺杂杂化膜的制备: 采用浸涂法在多孔载体上制备杂化膜:取适量(2)中制备的膜液，将多孔载体固定于提拉槽中，调节提拉机上行及下行速度，停留时间，提拉次数，间隔15分钟提拉一个膜，直至膜液完全固化； 其中，制膜参数为:提拉机上行及下行速度为I?200毫米/分钟，停留时间为O?200秒，提拉I?5次； (4)干燥膜:室温放置20小时以上，100°C下干燥12小时，真空100°C下干燥12小时。
2.按照权利要求1所述共价三嗪骨架掺杂杂化膜的制备方法，其特征在于:所述多孔载体为多孔氧化物基膜或多孔金属膜，基膜材料为氧化铝、氧化钛、氧化锆，氧化硅，不锈钢。
3.按照权利要求1所述共价三嗪骨架掺杂杂化膜的制备方法，其特征在于:所述a=10 ?30，b=100 ?300，C=10 ?400。
4.按照权利要求2所述共价三嗪骨架掺杂杂化膜的制备方法，其特征在于:所述多孔基膜的形式为片状，管状，毛细管，中空纤维，网状载体。
【专利摘要】一种共价三嗪骨架掺杂杂化膜的制备方法，步骤为：（1）共价三嗪骨架的制备，配方为：有机单体：a三氟甲磺酸，a=5～50，将有机单体与三氟甲磺酸迅速混合在微波反应釜中，利用微波加热合成CTFs材料，合成温度为100℃～150℃，合成时间为10～60分钟；（2）杂化膜液的配制，配方为b共价三嗪骨架粉体：有机物，b=1wt%～60wt%，有机物为聚二甲基硅氧烷，聚甲基苯基硅氧烷，聚酰亚胺，聚酰胺，聚砜，聚三甲基硅烷-1-丙炔；（3）采用浸涂法在多孔载体上制备杂化膜；（4）干燥杂化膜。本发明制备的杂化膜具有高的液体分离性能和一定的气体分离性能，且合成重复性好。
【IPC分类】B01D69-12, B01D71-06, B01D71-70, B01D67-00, B01D71-56, B01D71-68
【公开号】CN104722212
【申请号】CN201310703495
【发明人】杨维慎, 彭媛, 李砚硕
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月18日