[發明專利]一種含改性碳納米管的聚酰胺復合納濾膜的制備方法

無效

• 申請號: 201310273009.5
• 申請日: 2013-06-29
• 公開（公告）號: CN103386258A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 沈江南;李健;俞昌朝;王利祥;曾淦寧
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D71/56;B01D67/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王曉普

1.一種含改性碳納米管的聚酰胺復合納濾膜的制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

（1）將碳納米管置于混酸溶液中40～70℃下超聲分散1～3h，所述混酸溶液為濃硫酸和濃硝酸體積比3：1混合的溶液，隨后在60～80℃下加熱回流反應2～8h，然后加大量純水稀釋、用孔徑為0.22μm的微孔濾膜抽濾，并用純水洗滌濾渣直至洗滌液的pH值為中性，烘干后研磨得到羧基化碳納米管粉末；

（2）將表面活性劑溶于水中，加入步驟（1）制得的羧基化碳納米管粉末和甲基丙烯酸甲酯，超聲分散20～60分鐘，然后加入純化后的偶氮二異丁腈溶于水的溶液，60～80℃溫度下攪拌反應，氮氣保護下反應30～120min，反應結束所得溶液用甲醇、石油醚交替洗滌2～5次，得到沉淀，用孔徑0.22μm的微孔濾膜真空過濾，濾餅室溫下真空干燥，研磨得到聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳納米管粉末；所述羧基化碳納米管粉末、表面活性劑、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈的質量比為1：1～2：12～30：0.1～0.3

所述的表面活性劑為十六烷基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基硫酸鈉或琥珀雙異辛酯磺酸鈉；

(3)將多元胺溶于水中，配成濃度0.5～8g/L的水相溶液；將多元酰氯和步驟（2）得到的聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳納米管粉末加入有機溶劑中，超聲分散10～30分鐘得有機相，其中多元酰氯的濃度為1～8g/L，聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳納米管粉末的濃度為0.05～0.6g/L；將前處理后的多孔超濾底膜先浸沒于水相溶液中2～5分鐘，倒去水相溶液，將膜晾干后浸沒于有機相中，在膜表面進行界面聚合反應15～600秒，取出聚合反應后的膜，在50～80℃溫度下熱處理10～40分鐘，經超純水漂洗，制得所述含改性碳納米管的聚酰胺復合納濾膜；

所述多元胺為哌嗪、間苯二胺、苯二胺、二乙醇胺、三乙烯四胺、5-磺酸基間苯二胺中的一種或兩種以上的混合物；

所述多元酰氯為均苯三甲酰氯、間苯二甲酰氯，鄰苯二甲酰氯、5-異氰酸酯-異酞酰氯中的一種或兩種以上的混合物；

所述多孔超濾底膜為平均孔徑為30-50納米的聚砜或聚醚砜多孔超濾膜；

所述有機溶劑為苯、甲苯或環己烷。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述多元胺為哌嗪。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述多元酰氯為均苯三甲酰氯。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述有機溶劑為甲苯。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的碳納米管為為單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管，碳納米管的平均直徑為15-40納米，長度為1～2微米。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述前處理后的多孔超濾底膜是將多孔超濾底膜用純水浸泡1～2天，然后用質量分數1%的氫氧化鈉稀溶液浸泡處理30～60分鐘，純水沖洗后再用質量分數0.5%的十六烷基三甲基溴化銨溶液浸泡處理30～60分鐘，接著用純水沖洗至中性，晾干，得到前處理后的多孔超濾底膜。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述羧基化碳納米管粉末、表面活性劑、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二異丁腈的質量比為1：1：15：0.15。