[發明專利]復合納濾膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810378044.6
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN110394065B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 張楊;劉軼群;魏相榕;潘國元;嚴昊;周欣然
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及分離膜領域，公開了一種復合納濾膜及其制備方法和應用。本發明的復合納濾膜包括層疊的支撐層和分離層，所述分離層由包括具有氨基的聚合物和多元醇縮水甘油醚的組合物相互交聯而成。本發明的納濾膜不僅具有優異的透水性和截鹽性，而且由于材料本身的特性以及分離層所形成致密的交聯網絡結構，該納濾膜表現出優異的耐酸/堿穩定性，可以在pH＝0～14的條件下均保持良好的分離性能。此外，本發明的復合納濾膜制備方法簡單，極具工業應用前景。

技術領域

本發明涉及分離膜領域，具體地，涉及一種復合納濾膜及其制備方法和應用。

背景技術

納濾是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅動膜分離過程，納濾膜的孔徑范圍在幾納米左右，對單價離子和分子量小于200的有機物脫除較差，而對二價或多價離子及分子量介于200-500之間的有機物有較高的脫除率。可廣泛地用于淡水軟化、海水軟化、飲用水凈化、水質改善、油水分離、廢水處理及回收利用，以及染料、抗生素、多肽和多糖等化工制品的分級、純化及濃縮等領域。

目前，商業納濾膜大多以聚砜超濾膜作為支撐層，在超濾膜上表面原位進行多元胺水相與多元酰氯有機相的界面聚合，最終的產品為復合納濾膜。常見的水相單體為哌嗪或哌嗪取代胺，有機相為均苯三甲酰氯或一種多官能酰鹵，如在專利號US4769148和US4859384中所公開報道的內容，大量未反應的酰氯基團水解成羧酸，使納濾膜表面帶負電，利用電荷效應，聚哌嗪酰胺復合納濾膜對高價陰離子具有較高的截留率，對單價陰離子具有可調的截留率。此外，專利號US4765897、US4812270和US4824574還提供了一種如何將聚酰胺復合反滲透膜轉變成納濾膜的方法。但是，由于材料本身特性的限制，在極端pH環境下，特別是強堿條件下，傳統的聚酰胺類納濾膜會發生降解，由于聚酰胺納濾膜的使用pH范圍一般為2-11，所以只能用于中性介質或者接近中性的弱酸弱堿性介質。

因此，開發一種不僅具有優異截鹽率和透水性，而且可以在極端水環境下(強酸、強堿)穩定工作的納濾膜材料，具有十分重要的現實意義和商業價值。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的存在的納濾膜耐酸性以及耐堿性差的缺陷，提供一種復合納濾膜及其制備方法和應用。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種復合納濾膜，該復合納濾膜包括層疊的支撐層和分離層，所述分離層由包括具有氨基的聚合物和多元醇縮水甘油醚的組合物相互交聯而成。

優選地，所述分離層由包括具有氨基的聚合物、多元醇縮水甘油醚和具有環氧基團的季銨鹽組合物相互交聯而成。

優選地，所述具有環氧基團的季銨鹽為鹵化銨鹽。

優選地，所述具有環氧基團的季銨鹽為2,3-環氧丙基三甲基氯化銨、2,3-環氧丙基三乙基氯化銨、1,2-環氧丙基二甲基十二烷基氯化銨、二乙基-2,3-環氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基氯化銨、2,3-環氧丙基三甲基溴化銨、2,3-環氧丙基三乙基溴化銨、1,2-環氧丙基二甲基十二烷基溴化銨和二乙基-2,3-環氧丙基-[3-(甲基二甲氧基)]硅丙基溴化銨中的一種或者多種。

優選地，所述具有氨基的聚合物為脂肪胺類聚合物、聚賴氨酸和殼聚糖中的一種或多種。

優選地，所述脂肪胺類聚合物選自聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚丙烯亞胺和聚丙烯胺中的一種或多種。

優選地，所述多元醇縮水甘油醚為乙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、甲苯基縮水甘油醚和烯丙基縮水甘油醚中的一種或多種。

優選地，所述具有氨基的聚合物與所述多元醇縮水甘油醚的重量比為1：0.01-5，優選為1：0.05-2。

優選地，所述具有氨基的聚合物與所述具有環氧基團的季銨鹽的重量比為1：0.01-1，優選為1：0.05-0.5。