[發明專利]持久親水性復合納濾膜的制備方法

在審

• 申請號: 201711397151.5
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108031311A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 靳進波;杜西蘭;秦舒浩;張凱舟;楊敬葵;邵會菊;張敏敏;姚勇
• 申請（專利權）人: 貴州省材料產業技術研究院
• 主分類號: B01D71/60
• 分類號: B01D71/60;B01D71/68;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

本發明公開了一種持久親水性復合納濾膜的制備方法。本發明采用一步法將DA/PEI涂覆在分離膜表面，再通過界面聚合技術，在微、超濾膜支撐體上形成含有持久親水基團的分離層，使膜表面化學結構具備親水鏈結構，改善基膜的疏水性，提高膜材料的抗污染能力。本發明方法簡單，性能優異，成本低廉；同時，由于多巴胺的自聚合特性增強了分離層與支撐層間的結合能力，規模化生產有較好應用前景，制備得到的持久親水性復合納濾膜能夠達到持久抗污染的效果，在以飲用水為目的的水處理過程中具有良好發展前景。此外，可以通過選擇不同分子量的聚乙烯亞胺制備具有高通量和高抗污染性能的復合膜，可廣泛用于油水分離，蛋白質及藥物提純等工業領域。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其是一種持久親水性復合納濾膜的制備方法。

背景技術

隨著社會人口增長及經濟發展需求，飲用水短缺和水污染問題正影響著人類和社會的健康發展。納濾技術提供了一種高效經濟的方法來進行飲用水生產及廢水處理工程，從而緩解水資源短缺問題。但是，納濾膜作為一種新興的膜過程技術以壓力為驅動力，通常納濾膜的制備材料具有疏水特性，所以納濾膜的污染尤其是生物污染嚴重制約著其應用前景。

目前納濾膜主要有相轉化法(沉浸凝膠相轉化法)、復合法、荷電化法和無機改性四種制備方法。而復合法中的界面聚合法又是市售納濾的最常用方法。

膜表面改性是增強膜抗污染性能最常用的手段，而膜表面親水改性是最有效的提升膜抗污染能力的方法之一。利用鹽酸多巴胺(DA)的自聚合功能，將多巴胺涂覆到材料表面改性是一種有效的改性方法。但是在多半胺自聚合過程中消耗了大量的活性集團(氨基、羥基)，嚴重影響的了后續改性效果，若單獨使用含有大量活性氨基集團的聚乙烯亞胺分子進行親水改性，其與材料的結合能力又較差。

發明內容

本發明的目的是，提供一種持久親水性復合納濾膜的制備方法，它具有操作簡便、成本低廉、適合于規模化生產的特點，根據該方法獲得的產品具有高效親水、力學性能優異、持久保護的特點。

本發明是這樣實現的：持久親水性復合納濾膜的制備方法，以聚合物多孔超濾膜作為支撐層基膜，使反應液在基膜表面進行界面聚合反應，從而獲得持久親水性復合納濾膜；所述的反應液的包括水相及油相，水相的組成包括鹽酸多巴胺、聚乙烯亞胺及Tris緩沖液；油相的組成包括交聯單體及有機溶劑。

所述的水相中，鹽酸多巴胺的質量百分數為0.1-5％，聚乙烯亞胺的質量百分數為0.1-10％；所述的油相中，交聯單體質量百分數為0.05-5％。兩者實際使用都相對過量，為了確保反應充分。

具體步驟如下：

1)水相的制備：將鹽酸多巴胺與聚乙烯亞胺加入Tris緩沖液中，調節溶液pH至8-9，獲得水相；

2)油相的制備：將交聯單體溶解到有機溶液中，獲得油相；

3)多巴胺/聚乙烯亞胺復合膜的制備：將水相傾倒于聚合物多孔超濾膜表面并反應2-8h，然后將多余水相去除，并用乙醇清洗膜材料表面，得到多巴胺/聚乙烯亞胺復合膜；

4)持久親水性復合納濾膜的制備：將油相涂覆于步驟3)制得的多巴胺/聚乙烯亞胺復合膜表面，在室溫下反應30s-3min后，用去離子水中去除膜表面的過量的單體和副產物，制得持久親水性復合納濾膜。

所述的聚合物多孔超濾膜為聚丙烯、聚砜、聚醚砜或聚偏氟乙烯為材料制成的分離膜。

所述的交聯單體為間苯三甲酰氯或三異氰酸酯。

所述的有機溶劑為正己烷，環己烷或丙酮。