[發(fā)明專利]一種環(huán)糊精改性的聚酰胺薄膜復(fù)合膜、其制備和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010125695.1
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111359455B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王艷;虞希
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B01D71/56
• 分類號: B01D71/56;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/36;C07C29/76;C07C31/08
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 彭翠;李智

本發(fā)明屬于膜分離領(lǐng)域，更具體地，涉及一種環(huán)糊精改性的聚酰胺薄膜復(fù)合膜、其制備和應(yīng)用。該復(fù)合膜的制備方法包含以下步驟：將聚合物基膜浸泡在多元胺水溶液中，浸泡后取出，得到處理后的聚合物基膜；將處理后的聚合物基膜與多元酰氯溶液接觸，使得多元胺和多元酰氯發(fā)生界面聚合反應(yīng)，得到聚酰胺復(fù)合膜；將所述復(fù)合膜轉(zhuǎn)移至環(huán)糊精水溶液或氨基化環(huán)糊精水溶液中浸泡，使得該復(fù)合膜表面殘留的多元酰氯溶液與環(huán)糊精水溶液或氨基化環(huán)糊精水溶液發(fā)生二次界面聚合反應(yīng)，沖洗后得到環(huán)糊精改性的聚酰胺復(fù)合膜。本發(fā)明過程簡單，制備的膜具有良好的親水性，將其應(yīng)用于醇/水分離時，展示了高效的分離性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜分離領(lǐng)域，更具體地，涉及一種環(huán)糊精改性的聚酰胺薄膜復(fù)合膜、其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

膜技術(shù)是一種近幾十年才興盛起來的新興的化工分離技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于水、能源、食品、化工和醫(yī)療等領(lǐng)域。滲透汽化作為其中極具意義的一種，因其低能耗、環(huán)境友好、操作簡單、分離性能優(yōu)異等優(yōu)點得到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的分離過程相比，滲透汽化可以打破汽液平衡的限制，在分離液體混合物時有著巨大的優(yōu)勢，可以解決醇類脫水的難題。因此，高效分離醇水混合物的滲透汽化膜的制備成為了研究的熱點和前沿之一。

薄膜復(fù)合膜(TFC膜)是膜分離過程中常用的一種聚合物膜，聚酰胺薄膜復(fù)合膜是通過界面聚合的方法由水相多元胺或醇(酚)和油相多元酰氯或異氰酸酯反應(yīng)制備得到，在多孔基膜的表面形成一層致密的幾百納米厚的超薄選擇層。傳統(tǒng)的聚酰胺薄膜復(fù)合膜是由水相間苯二胺和油相均苯三甲酰氯反應(yīng)得到的一種芳香聚酰胺結(jié)構(gòu)，聚酰胺選擇層通常相對疏水，且致密度有限，這是TFC膜在醇/水分離體系應(yīng)用的極大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種環(huán)糊精改性的聚酰胺薄膜復(fù)合膜、其制備和應(yīng)用。通過對聚酰胺復(fù)合膜的選擇層采用環(huán)糊精或氨基化環(huán)糊精進行改性，使得該選擇層表面殘留的多元酰氯與環(huán)糊精或氨基化環(huán)糊精發(fā)生二次界面聚合反應(yīng)，制備得到一種選擇層足夠親水、薄且致密的薄膜復(fù)合膜，該復(fù)合膜表現(xiàn)出優(yōu)異的滲透汽化醇脫水性能。由此解決現(xiàn)有技術(shù)聚酰胺復(fù)合膜在醇/水分離體系應(yīng)用中分離效果欠佳的技術(shù)問題。

按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種環(huán)糊精改性的聚酰胺復(fù)合膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)將聚合物基膜浸泡在多元胺水溶液中，浸泡后取出，得到處理后的聚合物基膜；

(2)將步驟(1)處理后的聚合物基膜與多元酰氯溶液接觸，使得多元胺和多元酰氯發(fā)生界面聚合反應(yīng)，得到聚酰胺復(fù)合膜；

(3)將步驟(2)得到的所述復(fù)合膜轉(zhuǎn)移至環(huán)糊精水溶液中浸泡，使得該復(fù)合膜表面殘留的多元酰氯與環(huán)糊精水溶液中的環(huán)糊精發(fā)生二次界面聚合反應(yīng)；或

將步驟(2)得到的所述復(fù)合膜轉(zhuǎn)移至氨基化環(huán)糊精水溶液中浸泡，使得該復(fù)合膜表面殘留的多元酰氯與氨基化環(huán)糊精水溶液中的氨基化環(huán)糊精發(fā)生二次界面聚合反應(yīng)；

洗滌后得到環(huán)糊精改性的聚酰胺復(fù)合膜。

優(yōu)選地，所述聚合物基膜為聚合物支撐層，所述聚合物支撐層的材料為聚丙烯腈、聚醚砜、聚砜、聚酰亞胺、聚酰胺、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺或聚偏氟乙烯。

優(yōu)選地，所述多元胺為對苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、對環(huán)己二胺、己二胺、聚乙烯亞胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述多元酰氯為均苯四甲酰氯、均苯三甲酰氯、對苯二甲酰氯、鄰苯二甲酰氯和己二酰氯中的一種或多種，所述多元酰氯溶液中多元酰氯的質(zhì)量體積濃度為0.05％～0.5％，所述多元酰氯溶液的溶劑為正己烷、正庚烷、環(huán)己烷和甲苯中的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟(2)所述界面聚合反應(yīng)時間為0.5～10分鐘。

優(yōu)選地，步驟(3)將所述復(fù)合膜轉(zhuǎn)移至pH為7～13的環(huán)糊精水溶液或氨基化環(huán)糊精水溶液中浸泡，浸泡時間為5～60分鐘。