[發(fā)明專利]一種正電/負(fù)電Janus納濾膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810535863.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108722208B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程喜全;肖明楨;王忠祥;王凱;張瑛潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）;哈工大（威海）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)園有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B01D71/68
• 分類號(hào): B01D71/68;B01D61/02;B01D67/00;C02F1/44
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種正電/負(fù)電Janus納濾膜的制備方法，屬于納濾膜的制備領(lǐng)域。本發(fā)明按照以下步驟實(shí)現(xiàn)：一、采用聚丙烯酸鈉/聚乙烯醇溶液在多孔基膜一側(cè)均勻掛涂成膜；二、使用交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)；三、用多巴胺與聚乙烯亞胺溶液在膜的另外一側(cè)進(jìn)行涂覆，取出，用蒸餾水清洗；四、用異丙醇浸泡。本發(fā)明制備的膜可實(shí)現(xiàn)同種荷電性的高價(jià)/一價(jià)離子的高效分離，可有效用于去除水中金屬離子與硬度，為解決飲水安全問(wèn)題提供新思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種膜的制備方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)對(duì)飲用水安全的日益重視，我國(guó)公民對(duì)飲用水要求越來(lái)越嚴(yán)格。然而，我國(guó)淡水資源匱乏，多數(shù)地區(qū)水中鈣鎂離子、重金屬離子含量高，傳統(tǒng)處理方法難以實(shí)現(xiàn)單方面去除硬度，保證水中一價(jià)礦物質(zhì)不發(fā)生流失。納濾過(guò)程起始于80年代中后期，是一種新型的壓力驅(qū)動(dòng)的無(wú)相變的物理分離過(guò)程。納濾膜的孔徑大于超濾膜的孔徑而小于反滲透膜的孔徑，因而在納濾膜剛問(wèn)世的時(shí)候被稱為疏松反滲透膜。納濾膜的特點(diǎn)在于其對(duì)于二價(jià)和多價(jià)離子具有較高的截留率，其截留分子量介于200-1000g·mol^-1，對(duì)單價(jià)離子截留率則相對(duì)較低，被認(rèn)為是解決此問(wèn)題的最佳選擇，然而，目前商用納濾膜對(duì)一價(jià)鹽的截留率仍然有50％左右，不可避免的造成礦物質(zhì)的流失。開(kāi)發(fā)新型高選擇性的納濾膜是解決該問(wèn)題的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了構(gòu)筑一種上下表面具有截然不同荷電性的Janus膜，為選擇性分離高價(jià)鹽與一價(jià)鹽提供新思路。本發(fā)明方法制得的Janus納濾膜用以高效分離水中的二價(jià)金屬鹽與一價(jià)金屬鹽。

本發(fā)明中一種正電/負(fù)電Janus納濾膜的制備方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟一、采用聚丙烯酸鈉/聚乙烯醇溶液在多孔基膜的一側(cè)均勻掛涂成膜；

步驟二、然后使用含交聯(lián)劑溶液浸泡，使其在50℃下進(jìn)行交聯(lián)進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)時(shí)間為0.5～3h；

步驟三、再使用pH＝8.5的多巴胺與聚乙烯亞胺溶液對(duì)多孔基膜的另外一側(cè)進(jìn)行涂覆，用蒸餾水清洗；

步驟四，再用異丙醇浸泡，即得到正電/負(fù)電Janus納濾膜。

進(jìn)一步地限定，步驟一中聚丙烯酸鈉/聚乙烯醇溶液的配置方法，將聚丙烯酸鈉與聚乙烯醇固體溶解于水中，采用機(jī)械攪拌直至混合均勻；其中，聚丙烯酸鈉的濃度為0.1wt％～5.0wt％；聚乙烯醇的濃度為0.1wt％～5.0wt％。

進(jìn)一步地限定，步驟一中多孔基膜為聚偏氟乙烯膜、聚丙烯腈膜、醋酸纖維素膜、聚砜膜、聚醚砜膜、陶瓷膜等多孔膜中的一種。

進(jìn)一步地限定，步驟二中，所述交聯(lián)劑種類為戊二醛、乙二醛、甲醛中的一種，質(zhì)量濃度為0.5％～5％。

進(jìn)一步地限定，步驟三中多巴胺與聚乙烯亞胺溶液的配置方法，將多巴胺固體粉末與聚乙烯亞胺分別溶解于pH＝8.5的水溶液中。其中，多巴胺濃度為0.5g/L～50g/L；聚乙烯亞胺的濃度為0.5g/L～20g/L；。

進(jìn)一步地限定，步驟四中異丙醇浸泡時(shí)間為12～48小時(shí)。

本發(fā)明制備的正電/負(fù)電Janus納濾膜的選擇層表面與多孔側(cè)表面為帶有不同電荷，該種膜對(duì)二價(jià)鹽(MgCl_2,CaCl₂等)達(dá)98％以上，對(duì)一價(jià)鹽(NaCl等)截留率僅為20％，對(duì)離子選擇性優(yōu)異，可有效用于去除水中金屬離子與硬度，為解決飲水安全問(wèn)題提供新思路。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例中的一種正電/負(fù)電Janus納濾膜的制備方法是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的：