[發(fā)明專利]一種基于層層自組裝與噴霧法結(jié)合的納濾膜制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711415698.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN108031312A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹石林;王勤華;林嫦妹;馬曉娟;黃六蓮;陳禮輝;李詩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/74
• 分類號(hào): B01D71/74;B01D69/06;B01D67/00;B01D61/02
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務(wù)所(普通合伙) 35212
• 代理人: 王美花

本發(fā)明屬于天然高分子領(lǐng)域，尤其涉及一種基于層層自組裝與噴霧法結(jié)合的納濾膜制備方法。包括以下步驟：(1)將溶解好的殼聚糖加入纖維素溶解液中，制備纖維素鑄膜液，使制得的纖維素再生膜表面具有聚陽離子；(2)層層自組裝法和噴霧法結(jié)合制備纖維素納濾膜：借助于高壓載氣通過噴槍將源溶液霧化，交替噴射到薄膜表面，然后吹干表面水分，組裝若干層后，得到纖維素納濾膜；所述源溶液為聚陽離子溶液和聚陰離子溶液。為了解決現(xiàn)有層層自組裝法的缺陷，本發(fā)明所制備薄膜的較為均勻，且免去清洗的環(huán)節(jié)。本方法制備的纖維素平板納濾膜穩(wěn)定性優(yōu)于靜電層層自組裝制備的纖維素納濾膜，且方法簡單，截留率效果更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天然高分子領(lǐng)域，尤其涉及一種基于層層自組裝與噴霧法結(jié)合的納濾膜制備方法。

背景技術(shù)

膜分離作為一種新型的分離技術(shù)，具有選擇性高、操作簡單、能耗低、占地少、無污染等優(yōu)點(diǎn)，是解決當(dāng)代能源、資源和環(huán)境問題的重要技術(shù)，已經(jīng)廣泛被應(yīng)用于輕工、化工、冶金等領(lǐng)域。用納濾膜進(jìn)行深度水處理，可以降低溶液里的離子強(qiáng)度，還可以去除硬度、有機(jī)物、顆粒污染物、水中硝酸鹽、氟化物、砷和重金屬等無機(jī)污染物；可以有效地去除農(nóng)藥殘留物等；能保留飲用水中對(duì)人體健康有利的礦物質(zhì)。

納濾系統(tǒng)可以有效去除地下水中的硝酸鹽、放射性物質(zhì)和在作物耕種過程中滲入土壤進(jìn)入地下水系統(tǒng)的農(nóng)藥以及殺蟲劑，并對(duì)各種天然有機(jī)物及消毒劑殘留物進(jìn)行有效截留。納濾膜系統(tǒng)處理生活污水，以及對(duì)工業(yè)廢水中重金屬離子的去除極其有效，經(jīng)處理的污水可以達(dá)到循環(huán)利用的標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用該系統(tǒng)作為海水淡化作預(yù)處理，開發(fā)利用海水和苦咸水資源，解決我國淡水資源短缺問題。目前已成功用于制糖行業(yè)、造紙行業(yè)、電鍍行業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)及化工反應(yīng)催化劑等行業(yè)的廢水處理中。

納濾膜制備的材料主要有合成高分子和天然高分子。合成高分子原料均來自于石油資源，不可再生；天然高分子主要為纖維素，纖維素每年由光合作用可產(chǎn)生幾百億噸，是自然界中最豐富的可再生有機(jī)資源，能夠用于制備分離膜，成本低、效果好，而且環(huán)保，符合可持續(xù)綠色發(fā)展的經(jīng)濟(jì)要求。

層層自組裝法是由帶相反電荷的聚電解質(zhì)通過靜電作用在液/固界面交替沉積后形成多層膜的一種技術(shù)。層層自組裝技術(shù)制備納濾膜操作簡單，對(duì)環(huán)境友好；同時(shí)調(diào)節(jié)成膜物質(zhì)的種類，組裝條件可以在納米級(jí)別上控制膜的厚度；通過添加不同的功能材料還可以方便的得到性能各異的分離膜。常用的天然聚電解質(zhì)主要有殼聚糖(CS)、聚烯丙基銨鹽酸鹽(PAH)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDADMAC)、聚乙烯基胺(PVAM)、海藻酸鈉(ALG)、羧甲基纖維素(CMC)、聚谷氨酸(PLGA)、聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)、聚丙烯酸(PAA)、脫氧核糖核酸(DNA)等。傳統(tǒng)的層層自組裝將帶電荷的薄膜交替浸入帶有相反電荷的聚電解質(zhì)溶液中,靜置一段時(shí)間后取出，沖洗干凈，循環(huán)以上過程。層層自組裝過程復(fù)雜，吸附后如果不將聚電解質(zhì)沖洗干凈，未沖洗的溶液會(huì)污染下一種吸附溶液，改變其聚電解質(zhì)含量。另外制得的粒徑不均勻，壁厚難整改。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種基于層層自組裝與噴霧法結(jié)合的納濾膜制備方法，所制備的薄膜表面光滑，粒徑較為均勻，且免去清洗的環(huán)節(jié)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于層層自組裝與噴霧法結(jié)合的納濾膜制備方法，包括以下步驟：

(1)將溶解好的殼聚糖加入纖維素溶解液中，制備纖維素鑄膜液，進(jìn)一步制備纖維素再生膜，使制得的纖維素再生膜表面具有聚陽離子；

(2)層層自組裝法和噴霧法結(jié)合制備纖維素納濾膜：借助于高壓載氣通過噴槍將源溶液霧化，交替噴射到薄膜表面，然后吹干表面水分，組裝若干層后，得到纖維素納濾膜；所述源溶液為聚陽離子溶液和聚陰離子溶液。