[發明專利]一種層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201711035967.3
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107583471B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 吳慧青;毛龍;謝天順;劉躍軍
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D71/56;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02
• 代理公司: 35222 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 郭福利;魏思凡

本發明提供一種層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜及其制備方法，涉及膜技術領域。先在基膜上修飾生成一聚多巴胺功能層，然后在聚多巴胺修飾的膜表面上原位構建雙金屬氫氧化物功能皮層，得到復合納濾膜。聚多巴胺修飾層的功能基團不但可提高膜的親水性、滲透性、選擇性及抗污染性能，而且能與金屬鹽前驅體發生相互作用，進而促進其在膜表面的沉積和原位生長，輔助生成的雙金屬氫氧化物層分布均勻，且與基膜之間有較強的作用力，有利于膜性能的穩定性。雙金屬氫氧化物功能皮層的構建可實現有效調控，且有利于膜的水通量、親水性及抗氯性能的提高。整個制備過程條件溫和，操作簡便，得到綜合性能優異的納濾復合膜，具有工業生產和商業應用的前景。

技術領域

本發明涉及一種膜技術領域，且特別涉及一種層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜及其制備方法。

背景技術

高性能納濾膜的制備與性能優化是納濾膜分離技術的核心。復合法是目前應用最廣泛最有效的納濾膜的制備方法。該方法一般是在多孔的支撐基膜上復合一層具有納米級孔徑的超薄表層。由于表層和支撐層可以由不同材料制成的，因此可以分別選用適當的表層和支撐層，使之在選擇性、滲透性、化學和熱穩定性等方面得到最優化的性能。目前，國內外已成功制得聚酰胺、聚酰亞胺、聚酯等為表面皮層的多種納濾膜。常見的納濾膜大多是有機表層，本身表面能低，疏水性較強，在使用過程中易受污染，且在高溫、有機溶劑、強氧化性、酸堿性等苛刻環境下往往難以適用。

發明人研究發現，在多孔支撐膜表面構建無機表層，則有望克服上述缺點。層狀雙金屬氫氧化物(Layered double hydroxides，簡寫為LDHs)，是一類由層間陰離子與帶正電荷層板有序組裝而形成的二維陰離子型層狀化合物，其組成通式為：[M²⁺_1-X M³⁺_X(OH)₂]^X+[A^n-]_x/n·mH₂O，其中M²⁺和M³⁺分別為二、三價金屬陽離子；下標x為M³⁺/(M²⁺+M³⁺)的摩爾比值，代表金屬元素含量的變化；A^n-代表層間可交換的帶有n個負電荷的陰離子。LDHs的陰陽離子組成可以改變，層間距也可適當調控，此外還具有LDHs納米粒子尺寸及分布的可調控性、熱穩定性、低表面能、形狀記憶效應等特殊性質。目前LDHs的制備方法有共沉淀法、離子交換法、焙燒還原法等。但是，LDHs表層與基膜的結合力往往較差，均勻性和穩定性不夠，嚴重影響了復合膜的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜，此復合納濾膜能夠通過聚多巴胺功能修飾層與層狀雙金屬氫氧化物良好結合，均勻性好，穩定性優良。

本發明的另一目的在于提供一種層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜的制備方法。此方法通過在基膜上形成一層聚多巴胺功能修飾層，然后在聚多巴胺修飾的基膜上原位生長層狀雙金屬氫氧化物功能表層，最終獲得穩定性優良的復合納濾膜，操作簡單，反應條件溫和。

本發明提出一種層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜，包括由聚多巴胺修飾的基膜及覆蓋在基膜上的層狀雙金屬氫氧化物表層。

本發明提出一種層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜的制備方法，包括以下步驟：

S1，將基膜浸入到含有多巴胺單體的堿性水溶液中進行反應，在基膜上生成一層聚多巴胺功能修飾層；

S2，將經聚多巴胺修飾的基膜放入含有金屬鹽前驅體和沉淀劑的反應器中，加熱使基膜上原位生成層狀雙金屬氫氧化物功能表層，得到復合納濾膜。

本發明實施例的層狀雙金屬氫氧化物復合納濾膜及其制備方法的有益效果是：