[發(fā)明專利]一種新型二氧化鈦摻雜納濾膜的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610254669.2
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105664731A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周勇;王恕皆;高從堦
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D69/10;B01D67/00
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙) 33216
• 代理人: 朱楓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納濾膜的制備工藝，具體是指一種一種新型二氧化鈦摻雜納濾膜的制備方法。

背景技術(shù)

二氧化鈦具有光催化殺菌作用,因而被應(yīng)用于膜分離過程以提高膜的耐生物污染性。TiO₂在紫外光照射作用下,可產(chǎn)生具有強氧化性的OH和O^2一，不僅能夠殺滅膜表面的微生物,又提高了復合膜的親水性。對于界面聚合法制備TiO₂雜化膜，現(xiàn)有的研究主要是將產(chǎn)品TiO₂納米顆粒添加到油相或水相中.由于納米TiO₂粒徑小、比表面積和總表面能都很大,在一般溶劑中容易團聚,這將嚴重影響膜的性能，也增加了制備難度。

因此，人們開展了大量關(guān)于二氧化鈦表面改性以及添加方法的研究，如在二氧化鈦表面接枝親水性較低的基團，在聚酰胺分離層表面涂覆二氧化鈦，或在底膜上預(yù)先加入二氧化鈦等。雖然這些方法一定程度上改善了團聚現(xiàn)象，但是這樣做不僅工藝復雜且無法充分發(fā)揮二氧化鈦的優(yōu)勢。

鈦酸四丁酯是一種無色至淡黃色透明液體，能溶于除酮以外大部分有機溶劑。相比納米粒子能夠更加徹底的分散于有機溶劑中，并在界面聚合的同時水解生成納米顆粒。這個過程使納米顆粒更好的分散于分離層中，不僅改善了團聚現(xiàn)象而且工藝簡單。

通過在TMC正己烷油相中添加鈦酸四丁酯，在進行界面聚合的過程中，鈦酸四丁酯與底膜上的水相在油水界面處接觸，水解生成無機納米顆粒和有機醇。增加分離層的親水性，顯著提高了納濾膜的通量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對有機-無機雜化納濾膜的親水性和團聚問題，提出了一種新型二氧化鈦摻雜納濾膜的制備方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)：一種新型二氧化鈦摻雜納濾膜的制備方法，包括以下步驟：

將均苯三甲酰氯加入到正己烷中，加熱攪拌溶解成油相；將鈦酸四丁酯加入油相中，加熱攪拌1小時形成均一透明溶液，密封靜置2小時以上；將哌嗪溶解制成水相溶液，調(diào)節(jié)pH至10；將水相溶液倒在聚砜底膜上，靜置十分鐘，然后倒掉多余水相，瀝干至表面無水跡；再在表面倒入油相，反應(yīng)1分鐘后放入烘箱烘干成膜。

進一步地，其中油相和水相的濃度，均苯三甲酰氯質(zhì)量體積比分數(shù)為0.05-0.2%，鈦酸四丁酯質(zhì)量體積比分數(shù)為0.02-0.1%，哌嗪質(zhì)量體積比分數(shù)為0.1-0.3%。

將0.2mol/l的磷酸三鈉溶液和0.5mol/l的鹽酸溶液以5：2的體積比混合后用于調(diào)節(jié)水相pH值。

有益效果：本發(fā)明在油相中添加鈦酸四丁酯，在界面聚合的同時生成納米顆粒，分散于聚酰胺分離層中。這么做避免了在水相或油相中直接添加納米顆粒造成的團聚現(xiàn)象。而且相比對二氧化鈦改性和涂覆等方法，具有工藝簡單和不易脫落的優(yōu)點。生成的納米顆粒增加了分離層的親水性和抗污染性，在顯著提高膜通量的情況下截留率的損失較小。

具體實施方式

下面結(jié)合實例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此：

實施例1

將均苯三甲酰氯加入到正己烷中質(zhì)量分數(shù)為0.1%（m/v），將鈦酸四丁酯加入油相中質(zhì)量分數(shù)為0.02%，加熱攪拌1小時形成均一透明溶液（此過程要避免鈦酸酯遇水水解）。將哌嗪溶解制成水相溶液質(zhì)量分數(shù)為0.2%（磷酸鈉和鹽酸調(diào)節(jié)pH=10），十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑。將水相溶液倒在聚砜底膜上，靜置十分鐘，然后去除多余水相，瀝干至表面無水跡。在再表面倒入油相，反應(yīng)1分鐘后放入烘箱烘干成膜（熱處理溫度80度，熱處理時間10分鐘）。

在1MPa壓力下測試，膜片滲透通量為62.4l/m².h，對MgSO₄和NaCl的脫鹽率分別為79.7%和48.9%。

實施例2

將均苯三甲酰氯加入到正己烷中質(zhì)量分數(shù)為0.1%（m/v），加熱攪拌1小時形成均一透明溶液（此過程要避免鈦酸酯遇水水解）。將哌嗪溶解制成水相溶液質(zhì)量分數(shù)為0.2%（磷酸鈉和鹽酸調(diào)節(jié)pH=10），十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑。將水相溶液倒在聚砜底膜上，靜置十分鐘，然后去除多余水相，瀝干至表面無水跡。在再表面倒入油相，反應(yīng)1分鐘后放入烘箱烘干成膜（熱處理溫度80度，熱處理時間10分鐘）。

在1MPa壓力下測試，膜片滲透通量為46.8l/m².h，對MgSO₄和NaCl的脫鹽率分別為83.7%和58.8%。