[發明專利]一種PDA改性熱壓納米纖維正滲透膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201810470535.3
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108654408A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 黃滿紅;牛飛虎;宋佳玲;張月洋;陳海生;吳敏杰;徐波
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/58;B01D71/56;B01D69/12;B01D61/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明公開了一種PDA改性熱壓納米纖維正滲透膜及其制備方法。所述納米纖維正滲透膜包括PET層、PDA/PSF納米纖維基膜及聚酰胺活性層。制備方法為：將PSF顆粒分散在溶劑中，得到紡絲液；將紡絲液進行靜電紡絲，使用PET層收集納米纖維，得到支撐層；使用熱壓機對支撐層進行熱壓處理，增強支撐層的機械強度，使其形貌穩定化；將支撐層固定在板框中經過預潤濕后，將新鮮的多巴胺溶液倒入板框中進行自聚合反應，然后漂洗干燥；將支撐層浸泡在間苯二胺溶液、均苯三甲酰氯溶液中，然后在烘箱中處理，得到PDA/PSF納米纖維正滲透膜。本發明制得的PDA改性熱壓納米纖維正滲透膜水通量高，鹽返混通量低。

技術領域

本發明涉及一種PDA改性熱壓納米纖維正滲透膜及其制備方法，屬于正滲透膜技術領域。

背景技術

近幾年正滲透(Forward Osmosis，FO)由于其低能耗、設備簡單等特點正被廣泛應用于廢水回用或水的純化、海水或苦咸水淡化、石油、發電、食品醫藥等領域。正滲透技術用于污水處理，可用于處理多種廢水，包括石油廢水、工業廢水、城市污水，核工業廢水以及垃圾滲濾液。但是目前商用正滲透膜的支撐層傳質阻力高導致的水通量低是阻礙正滲透技術發展的主要原因。

通常正滲透膜的支撐層主要是由相轉化法制成，由于相轉化FO膜支撐層的高曲折度，嚴重的傳質阻力嚴重限制了其FO性能。相比之下，納米纖維基TFC-FO膜由于納米纖維基材的低曲折率和高孔隙率似乎受到更少的傳質阻力。

此外，膜材料的親疏水性質對水和溶質的運輸意義重大。聚多巴胺(PDA，聚合兒茶酚胺)是一種新型生物啟發性聚合物，親水性較強，在弱堿性溶液，多巴胺可發生自聚合，幾乎能在任何基底上形成粘附PDA涂層。

為了不斷提高正滲透膜的性能，目前的研究不斷對正滲透膜的制備方法進行探究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種傳質阻力小的PDA/PSF納米纖維正滲透膜及其制備方法，能使正滲透膜水通量提高，鹽返混較低。

為了解決上述問題，本發明提供了一種PDA改性熱壓納米纖維正滲透膜，其特征在于，包括PET層、PDA/PSF納米纖維基膜及聚酰胺活性層。

優選地，所述PDA/PSF納米纖維基膜由PET層收集；聚酰胺活性層通過單體在PDA/PSF納米纖維基膜上進行界面聚合而成。

本發明還提供了一種上述一種PDA改性熱壓納米纖維正滲透膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：將PSF顆粒分散在溶劑中，攪拌溶解，得到紡絲液；將紡絲液靜置脫泡，然后進行靜電紡絲，使用包裹滾筒上的PET層收集納米纖維，得到PET層和納米纖維基膜組成的支撐層；

步驟2)：使用熱壓機對支撐層進行熱壓處理，增強支撐層的機械強度，使其形貌穩定化；

步驟3)：將支撐層固定在板框中經過預潤濕后，將新鮮的多巴胺溶液倒入板框中進行自聚合反應，然后漂洗干燥；

步驟4)：將支撐層浸泡在間苯二胺溶液中2～5min，晾干后浸入到均苯三甲酰氯溶液中1～2min，然后在70～80℃的烘箱中處理8～15min，得到PDA/PSF納米纖維正滲透膜。

優選地，所述步驟1)中攪拌溶解的溫度為25～60℃，時長為4～12h；靜置脫泡的溫度為25～80℃，時長為1～24h。

優選地，所述步驟1)的紡絲液中PSF的質量濃度為20-29％。

優選地，所述步驟1)中靜電紡絲采用無菌注射器，平口針頭；紡絲電壓為20～30kV，注射器到收集器的距離為10～16cm，相對濕度為20-29％。

優選地，所述步驟2)中熱壓處理的壓力為10-30psi，溫度為120-160℃。