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专利号: 2017104418301
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种聚乙烯醇/纳米二氧化硅-钛杂化膜,其特征在于,它是由聚乙烯醇、二氧化硅胶体和二氧化钛胶体三部分组成,其中二氧化硅胶体与二氧化钛胶体的摩尔比为1∶0.5~

1.5,二氧化硅胶体和二氧化钛胶体的混合物与聚乙烯醇的质量比为0.1~0.30∶1;

所述的聚乙烯醇/纳米二氧化硅-钛杂化膜的制备方法,包括以下步骤:

1)、聚乙烯醇溶液的配制

将水解度为98%~99%、平均聚合度为1750±50的聚乙烯醇置于蒸馏水中,浸泡一天后,以8℃/h的速率搅拌加热至100℃,在100℃下恒温2.5h~3h,配制成质量分数为5%~

10%的聚乙烯醇溶液;

2)、无机硅-钛溶胶的制备

将乙醇、正硅酸乙酯按照质量比5∶1搅拌混合,加热搅拌条件下滴入质量浓度3%~5%的盐酸,在50℃~80℃条件下水解3h,得到二氧化硅胶体;

在60℃条件下,将钛酸丁酯按质量比为1:3~5加入到无水乙醇水溶液中形成溶液A,同时配置体积分数为40%~55%,pH为3~4的乙醇溶液B;

在室温条件下将溶液A滴加至溶液B中,剧烈搅拌2.5h使钛酸丁酯完全水解得到淡黄色溶胶,然后将其置于80℃下干燥12h形成二氧化钛胶体;

按照二氧化硅胶体∶二氧化钛胶体的摩尔比为1∶0.5~1.5的比例两种胶体混合溶液在室温条件下搅拌3~5h,得到无机硅-钛溶胶;

3)、铸膜液的制备和成膜

按照无机硅-钛溶胶和与聚乙烯醇溶液按照质量比为0.10~0.30∶1,将无机硅-钛溶胶溶液缓慢的加入到聚乙烯醇溶液中,于室温下搅拌2h,静置、真空过滤脱泡得到铸膜液,将所得铸膜液涂膜在干净的支撑体上,并在室温通风干燥1~2d成膜,然后置于质量浓度为

20%~98%的硫酸水溶液中交联24h,并用去离子水洗至中性,分别用1mol/L的HCl和1mol/L的NaOH中和,将成品膜浸泡在去离子水中待用;

所述步骤2)中按照二氧化硅胶体∶二氧化钛胶体的摩尔比为1∶0.5~1.5的比例两种胶体混合溶液在室温条件下搅拌3~5h时加入硅烷偶联剂,所述硅烷偶联剂与正硅酸乙酯的质量比为0.01~0.10∶1;

所述硅烷偶联剂为含有氨基的γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

2.如权利要求1所述的聚乙烯醇/纳米二氧化硅-钛杂化膜,其特征在于,所述步骤3)中的支撑体为玻璃板、四氟乙烯板、三氧化二铝陶瓷、二氧化硅陶瓷、二氧化钛陶瓷、无纺布、涤纶布、尼龙布或玻璃纤维布。

3.如权利要求1所述的聚乙烯醇/纳米二氧化硅-钛杂化膜,其特征在于,所述步骤3)中的干燥选用真空干燥、对流干燥、传导干燥、紫外线干燥、红外线干燥、微波干燥或机械脱水干燥。

4.如权利要求1所述的聚乙烯醇/纳米二氧化硅-钛杂化膜,其特征在于,所述步骤3)中的涂膜方式为流动涂膜、浸渍涂膜、喷洒涂膜、刮膜或旋转涂膜。