[發明專利]一種大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810564009.3
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN110548415B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 宋維廣
• 申請（專利權）人: 寧波藍盾新材料科技有限公司
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜及其制備方法。所述制備方法包括：提供至少包含聚合物、荷正電單體、溶劑和引發劑的混合反應體系，加熱所述混合反應體系得到制膜液，將其施加于基體表面形成液態膜，之后分別與水蒸汽、交聯浴接觸，得到具有交聯互穿網絡結構的荷正電聚合物基膜；將荷正電聚合物修飾的介孔納米二氧化硅均勻分散于胺類單體水溶液中，得到雜化水相溶液；使所述具有交聯互穿網絡結構的荷正電聚合物基膜先與雜化水相溶液接觸，再與酰氯油相溶液接觸，進行界面聚合反應，獲得大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜。本發明可得到高通量、高選擇性、高抗污染、低操作壓力的正滲透膜，并且制備工藝簡單，便于規模化生產。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，特別涉及一種大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜及其制備方法。

背景技術

最常見的聚酰胺膜是由支撐層和分離層組成的復合膜，其優點在于可以分別選用適當的分離層和支撐層使之在選擇性、滲透性、化學和熱穩定性等方面的性能得到優化。將無機納米材料引入到聚酰胺復合膜的分離層中制備雜化膜既具有聚合物膜的柔韌性、易加工性等優點，又表面出無機納米材料的耐溶劑、高強度、親水性、抗污染和抗菌性等優勢，受到了日益廣泛的關注。

然而，界面聚合法制備的含有無機納米材料的聚酰胺復合膜也面臨著幾個重大問題：1)無機納米材料由于具有高的表面能和大的比表面積容易團聚，難以均勻分散在界面聚合的水相或者油相溶液中，在聚酰胺膜中易形成缺陷，嚴重影響膜的結構與性能；2)由于聚酰胺和無機納米材料之間固有的差異使得有機-無機兩相間的相容性較差、相互作用力較弱，容易導致無機納米材料在膜服役過程中流失，這樣不僅破壞膜的性能還會造成二次污染，這些問題成為分離層中含有無機納米材料的聚酰胺膜進一步發展應用的主要障礙。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜的制備方法，其包括：

提供至少包含聚合物、荷正電單體、溶劑和引發劑的混合反應體系，加熱所述混合反應體系得到制膜液，將所述制膜液施加于基體表面形成液態膜，之后與水蒸汽接觸，再與交聯浴接觸，得到具有交聯互穿網絡結構的荷正電聚合物基膜；

將荷正電聚合物修飾的介孔納米二氧化硅均勻分散于胺類單體水溶液中，得到雜化水相溶液；

使所述具有交聯互穿網絡結構的荷正電聚合物基膜先與所述雜化水相溶液接觸，再與酰氯油相溶液接觸，進行界面聚合反應，獲得大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜。

本發明實施例還提供了由所述方法制備的大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜。

進一步地，所述正滲透膜包括：

正滲透膜基膜；

至少分布于所述正滲透膜基膜表面、由荷正電聚合物形成的具有交聯半互穿網絡結構的修飾層；以及

至少分布于所述正滲透膜基膜表面、由荷正電聚合物修飾的介孔納米二氧化硅形成的雜化聚酰胺分離層。

與現有技術相比，本發明的有益效果至少在于：

1)本發明以具有交聯互穿網絡結構的荷正電聚合物膜為基膜、以含有荷正電聚合物修飾的介孔納米二氧化硅及胺類單體的水溶液為水相、以酰氯單體油溶液為油相，通過界面聚合法構建大通量荷正電聚酰胺雜化正滲透膜，得到高通量、高選擇性、高抗污染、低操作壓力的聚酰胺復合膜，同時，其制備方法工藝簡單，便于規模化生產，可廣泛應用正滲透分離過程；