纳米多孔性有机-无机混合膜及其制备方法以及纳米多孔性分离膜的制作方法_2

文档序号:9513710阅读:来源:国知局
上述异氰酸酯基的化合物可以为具有两个以上异氰酸酯基的化合物。具有上述异氰酸酯基的化合物可以为例如:2个至4个异氰酸酯基被取代的碳原子数1至碳原子数20的脂肪族化合物或2个至4个的异氰酸酯基被取代的碳原子数6至碳原子数30的芳香族化合物。
[0043]混合具有上述氨基的化合物和具有上述异氰酸酯基的化合物,且上述各个化合物的氨基及异氰酸酯基的一部分进行反应,从而能够聚合。基于具有上述氨基的化合物与具有上述异氰酸酯基的化合物的聚合反应,上述有机溶胶内能够形成有机聚合物。由此,上述有机溶胶可以包含上述溶剂及具有上述氨基的化合物及具有上述异氰酸酯基的化合物被聚合的有机聚合物。上述有机聚合物可以为例如,具有多孔性结构的尿素(urea)。
[0044]混合具有上述氨基的化合物、具有上述异氰酸酯基的化合物及溶剂准备有机溶胶的步骤可以为在氮气氛下的常温下搅拌48小时至72小时期间执行。
[0045]上述溶剂作为用于使上述有机聚合物能够维持稳定的溶胶状态,可以使用极性非质子溶剂,上述有机聚合物通过上述有机溶胶内的具有上述氨基的化合物及具有上述异氰酸酯基的化合物的反应而形成。具体地,上述溶剂可以使用选自二甲基甲酰胺(DMF,dimethyl foramide)、二甲基亚讽(DMSO,dimethyl sulfoxide)、二甲基乙酰胺(DMAc,dimethyl acetamide)及 N-甲基卩比略烧酮(NMP,N-methylpyrrolidone)中的至少一种的溶剂。
[0046]本发明的制备纳米多孔性有机-无机混合膜方法的步骤2)为将在上述有机溶胶中添加无机氧化物前体来形成混合溶液的步骤。即,上述混合溶液可以包含具有上述氨基的化合物、具有异氰酸酯基的化合物以及溶剂的有机溶胶及无机氧化物前体。
[0047]上述无机氧化物前体可以为具有烷氧基的无机氧化物前体。S卩,上述混合溶液可以为在上述有机溶胶中添加具有烷氧基的无机氧化物前体的混合溶液。具体地,具有上述烷氧基的无机氧化物前体可以为选自硅醇盐或铬(Cr)、钒(V)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu)、钛(Ti)、错(Zr)、猛(Μη)、.乙(Υ)、铺(Ce)及镧(La)等的金属醇盐中的至少一种以上的化合物。具有上述烷氧基的无机氧化物前体能够使用公知的上述硅醇盐化合物或上述金属醇盐化合物,因此,对上述娃醇盐化合物或由上述的金属构成的金属醇盐化合物不做特别的限制。
[0048]本发明的一实施例中,具有上述烷氧基的无机氧化物前体,可以使用硅醇盐(silicon alkoxide)化合物。上述娃醇盐化合物可以使用选自二甲基二甲氧基石圭烧(dimethyl-dimethoxy silane)、二乙基二甲氧基石圭烧(diethyl dimethoxysi lane)、甲基乙基二甲氧基娃烧(methyl ethyl dimethoxy silane)、二苯基二甲氧基娃烧(Diphenyldimethoxy silane)、苯基甲基二甲氧基娃烧(phenylmethyldimethoxysilane)、甲基三甲氧基娃烧(methyltrimethoxy silane)、乙基三甲氧基娃烧(ethyltrimethoxy silane)、丙基三甲氧基石圭烧(propyltrimethoxy silane)、苯基三甲氧基娃烧(phenyl trimethoxy silane)、γ_甲基丙稀酰氧三甲氧基娃烧(y -Glycidoxypropyl trimethoxy silane)、γ -甲基丙稀酰基丙基三甲氧基娃烧(γ -methacryloylpropyltrimethoxy silane)、γ - (2-氨乙基)氨丙基三甲氧基石圭烧(y -(2-Aminoethyl) aminopropyltrimethoxy silane)、甲基三乙氧基石圭烧(methyltriethoxy silane)、苯基三乙氧基石圭烧(phenyl triethoxy silane)、四甲氧基娃烧(Tetramethoxy silane)、四乙氧基娃烧(tetraethoxy silane)、四(2_ 乙醇)正石圭酸盐(Tetra (2-ethanol) orthosilicate)、四(正丙氧基)石圭烧(Tetra (n-Propoxy)silane)、四(异丙氧基)娃烧(Tetra (isopropoxy) silane)、双-三乙氧基甲娃烧基乙烧(Bis-triethoxysilyl ethane)及双-三乙氧基甲娃烧基辛烧(Bis-triethoxysilyloctane)中的至少一种,但不局限于此。
[0049]本发明的另一实施例中,具有上述烷氧基的无机氧化物前体,可以使用钛醇盐(titanium alkoxide)化合物。上述钛醇盐(titanium alkoxide)化合物例如,可以使用选自钛甲醇盐、钛乙醇盐、钛丙醇盐、钛异丙醇盐、丁氧基钛及五氧化钛中的至少一种,但不局限于此。
[0050]可以调节在上述混合溶液中添加的上述无机氧化物前体的含量来控制上述纳米多孔性有机-无机混合膜的气孔体积。根据上述无机氧化物前体种类,上述混合溶液内有机溶胶与上述无机氧化物前体能够进行反应的结合程度不同,并且,其能够变化通过上述混合溶液的热处理形成的有机分子网结构体及无机分子网结构体的结构。由此生成的纳米多孔性有机-无机混合膜的气孔大小及气孔体积能够变化,因此,本发明能够调节上述无机氧化物前体的含量来容易地控制上述纳米多孔性有机-无机混合膜的气孔体积。
[0051]相对于上述有机溶胶,上述无机氧化物前体的添加含量可以为10wt/Vol%至90wt/vol%。相对于上述有机溶胶,上述无机氧化物前体的含量小于10wt/vol%的情况下,不产生上述有机溶胶与上述无机物前体间的微细相分离,从而上述有机溶胶收缩(collapse),因此,可能不容易由三维的纳米多孔性的微细结构形成。并且,相对于上述有机溶胶,上述无机氧化物前体的含量大于90wt/Vol %的情况下,急剧产生上述有机溶胶与上述无机氧化物前体的相分离,从而大大地形成上述有机溶胶的凝聚结构,并能够凝胶化,因此,可能难以控制有机分子网结构体的微细结构。在上述混合容易中添加的无机氧化物前体的含量可以根据使用的无机氧化物前体的种类调节添加量。
[0052]本发明的一实施例,使用硅醇盐化合物作为用于添加于上述混合溶液中的上述无机氧化物前体的情况下,相对于上述混合溶液内有机溶胶以50wt/Vol %至SOwt/vol %的含量添加上述硅醇盐化合物时,能够形成具有最佳的微细结构的纳米多孔性有机-无机混合膜。如上所述,根据用作上述无机氧化物前体的醇盐化合物的种类,能够在上述10重量百分比至90重量百分比的范围内容易地调节上述无机氧化物前体的添加量,从而能够形成具有最佳的三维微细结构的纳米多孔性有机-无机混合膜。
[0053]上述混合溶液中添加的上述无机氧化物前体能够从上述范围内添加,但是,通过后述的热处理步骤最终制备的纳米多孔性有机-无机混合膜可以为留下上述无机氧化物前体的添加含量为1%至50%的无机氧化物。其可以在热处理步骤中随着未与上述混合溶液内有机溶胶进行反应的无机氧化物前体的蒸发,可能存在比开始时添加的含量少的无机氧化物。
[0054]上述无机氧化物前体可以为使用沸点比上述有机溶胶的溶剂的沸点高的物质。具体地,可以在后述的混合溶液的热处理工序中,除去包含于上述混合溶液的溶剂时,为了不使上述无机氧化物前体一同被除去。由此,根据上述溶剂的种类使用的无机氧化物前体的种类也可能发生变化。与此相同,上述溶剂应该使用沸点比用作上述无机氧化物前体的物质的沸点低的物质,因此能够根据上述无机氧化物前体使用的溶剂的种类也可能发生变化。
[0055]具体地,例如使用二甲基甲酰胺(DMF,dimethyl foramide)作为上述溶剂的情况下,上述二甲基甲酰胺的沸点为约150°C,因此,无机氧化物前体能够使用具有沸点超过150°C的特性的物质。例如,使用硅醇盐化合物作为上述无机氧化物前体的情况下,硅醇盐化合物中具有沸点超过150°C的特性的物质能够使用双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(bis (triethoxysilyl) ethane)或双(三乙氧基甲娃烧基)辛烧等,但不局限于此。
[0056]在后述的上述步骤3)的对上述混合溶液进行热处理的步骤之前,还可包括将上述混合溶液涂敷于基板的步骤。
[0057]之所以如此,是因为将混合溶液涂敷于基板上,以具有恒定厚度的膜形态形成。上述混合溶液能够具有粘性,由此在上述混合溶液内有机溶胶凝胶化之前涂敷,能够形成具有恒定厚度的纳米多孔性有机-无机混合膜。将上述混合溶液涂敷于基板时,其厚度可以为5 μ m至50 μ m左右,但是,其能够根据实
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1