[發明專利]一種pH響應型雜環胺復合納濾膜的制備方法

無效

• 申請號: 200910153221.1
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN101695630A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 周勇;李兆魁;高從堦
• 申請（專利權）人: 杭州水處理技術研究開發中心有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D71/68
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 陳小良

技術領域

本發明涉及一種復合膜的制備方法，具體是指一種雜環胺復合納濾膜的制備方法。

技術背景

納濾是近年來發展起來的一種新型的膜分離技術，納濾膜的截留分子量范圍在200-2000Da之間，其分離原理可用Donnan效應來解釋。由于大部分納濾膜是荷電膜，將此含有荷電基團的膜置于含鹽溶劑中時，溶液中的反離子(所帶電荷與膜內固定電荷相反的離子)在膜內濃度大于其在主體溶液中的濃度，而同名離子在膜內的濃度則低于其在主體溶液中的濃度。由此形成的Donnan位差阻止了同名離子從主體溶液向膜內的擴散，為了保持電中性，反離子也被膜截留。因此，由于電荷作用，納濾膜對單價離子的截留率要遠低于對二價離子的截留。因其獨特的分離特性，納濾膜非常適用于城市自來水的深度處理，對飲用水安全的保障有重要的意義。

目前商業化的納濾膜主要是由哌嗪和均苯三甲酰氯兩種單體經過界面聚合反應來制備的，但是由于哌嗪的吸水性比較強，因此使用過程中會因為吸水使哌嗪單體純度下降，影響了界面聚合反應。4-氨甲基哌啶(4-(Aminomethyl)piperidine)是一種雜化胺，通常是以水溶液的形式保存，比哌嗪易于保存。4-氨甲基哌啶的結構式如下：

而且，目前的納濾膜在處理不同的pH值溶液時的效果各不相同，甚至一些膜對強酸、強堿的耐性不夠，容易使納濾膜的功能大大降低；對于特種溶液的處理，更沒有可能依據溶液的pH特定值而決定納濾膜的選擇功效。

發明內容

本發明針對目前納濾膜存在的不足，提出了一種新型的雜環胺單體來制備復合納濾膜。

本發明是通過下述技術方案得以實現的：

一種pH響應型雜環胺復合納濾膜的制備方法，其特征包括下述步驟：

(1)以聚砜為溶質，N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑，含聚砜質量濃度為14-18％的N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶液制備成聚砜膜為支撐膜，把支撐膜放入質量濃度為0.5-3％的4-氨甲基哌啶水溶液中接觸0.5-3分鐘；在本發明中，所使用的聚砜支撐膜為常用支撐膜，即本發明中的支撐膜的制備為常規制備方法；包括聚砜材料的選擇等，都屬常規選擇即可；

(2)經4-氨甲基哌啶溶液浸泡后的聚砜支撐膜用橡膠輥滾壓，去除多余的4-氨甲基哌啶溶液；

(3)然后將聚砜支撐膜與含有質量濃度為0.05-0.5％的均苯三甲酰氯有機溶液接觸10-300秒，其中均苯三甲酰氯有機溶液中的有機溶劑為三氟三氯乙烷、正己烷或庚烷中的一種；

(4)再將上述膜放50-100℃的真空烘箱中保持10-15分鐘，經水洗得到聚哌啶酰胺復合納濾膜。

作為優選，所述聚砜支撐膜放入質量濃度1.0-1.8％的4-氨甲基哌啶水溶液中接觸2分鐘。

作為優選，所述的4-氨甲基哌啶水溶液中含有質量濃度為0.05-0.3％的十二烷基磺酸鈉；作為更佳選擇，所述的4-氨甲基哌啶水溶液中含有質量濃度為0.1％的十二烷基磺酸鈉。

作為優選，所述的步驟(3)中的均苯三甲酰氯的質量濃度為0.1-0.3％。

作為優選，所述的步驟(3)中的聚砜支撐膜與有機溶液接觸時間為20-60秒。

作為優選，所述的步驟(3)中的有機溶劑為三氟三氯乙烷。

作為優選，所述的步驟(4)中在真空烘箱中的溫度為50-100℃，干燥時間為12-13分鐘。

有益效果：按本發明所制備的納濾膜具有脫鹽率高、水能量大，耐污染、容易清洗，以及強耐酸堿的特點，更為重要的是，本發明中所制備的納濾膜，在不同酸堿度的溶液中，對溶液中的離子的選擇透過性具有不同的選擇率，極大地方便了根據溶液的不同，可以通過調節pH值的大小來確定溶液中離子的選擇透過率，而不再需要進行膜的選擇。

具體實施方式

下面的例子用于闡述本發明，并不用于解釋限制本發明的保護范圍。

實施例1

使用含聚砜質量濃度為18％的DMAc溶液制備成的聚砜支撐膜，放入0.8％的4-氨甲基哌啶水溶液約兩分鐘，其中哌啶水溶液中含有0.1％的十二烷基磺酸鈉(SDS)。經4-氨甲基哌啶溶液浸泡后的支撐膜用橡膠輥去除正面及背面多余的4-氨甲基哌啶溶液。然后將這種支撐膜與含有0.2％均苯三甲酰氯的有機溶液接觸30秒，其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷；形成超薄聚哌啶酰胺層，然后將該膜放60℃的真空烘箱中保持14分鐘，形成聚哌啶酰胺復合納濾膜。