[發明專利]一種荷負電復合膜及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202010675748.7
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN113926318A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 姚之侃;張林;李鴿;王晶;陳光耀;項堅
• 申請（專利權）人: 杭州中瑞樸華科技有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/08;B01D69/10;C02F1/44
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 高燕;許亦琳

本發明提供一種荷負電復合膜及其制備方法和用途，所述荷負電復合膜包括中空纖維多孔支撐層和荷負電致密分離層，所述荷負電致密分離層附著在所述中空纖維多孔支撐層的外表面，所述中空纖維多孔支撐層為聚合物基中空纖維超濾膜，所述荷負電致密分離層是由交聯化合物組成，所述交聯化合物為由納米纖維素、荷負電納米纖維素與交聯劑混合后加熱交聯形成。本申請中所述荷負電復合膜在維持較高滲透通量的同時，提升膜對無機鹽離子、荷負電小分子有機物的截留性能，使用壽命長，適用于自來水處理、家用凈水、飲用水處理過程的應用。

技術領域

本發明涉及膜過濾技術領域，特別是涉及一種荷負電復合膜及其制備方法和用途。

背景技術

膜分離技術具有分離效率高、操作簡便、能耗低等優點，已成為當今分離科學領域最重要的手段之一。特別是隨著環境污染問題的日益嚴峻，膜分離技術在水處理扮演著越來越重要的角色。近些年，在自然水體和城市管網中，以小分子有機物等為代表的新型污染物陸續被檢測出，嚴重地威脅著人類的生命健康。傳統的絮凝沉淀/吸附等處理手段，并不能實現對水體中小分子有機物類新型污染物的長期有效的去除。膜分離技術以上述的優勢，逐步成為飲用水處理領域的關鍵技術，并將發揮更為重要的作用。

超濾分離技術已經廣泛地應用于飲用水的處理過程中。中國專利CN103638830公開了用于飲用水處理的熱法聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜的制備方法。該方法以聚偏氟乙烯和聚芳硫醚砜為主體材料，聚乙二醇400和磷酸三酯為稀釋劑，氯化鈣為添加劑，通過熱致相轉化法得到用于飲用水處理的中空纖維超濾膜。該方法公布的中空纖維超濾膜具有較高的耐熱性和化學穩定性，突出的耐候性、耐臭氧、耐紫外光輻射及化學腐蝕性，對大分子有機物截留率高、性能穩定。但是由于超濾膜材料本身分離孔徑較大，無法實現對飲用水中新型小分子有機污染物的有效去除。

納濾和反滲透分離技術以其對無機鹽離子、小分子有機物等較高的截留能力，逐漸應用于飲用水深度處理過程中。中國專利CN108097062公開了一種用于水體過濾凈化的中空纖維復合納濾膜及其制備方法。該方法首先使用羧甲基纖維素和超支化聚乙烯亞胺構建親水中間層，實現對聚四氟乙烯超濾基膜的親水化改性，隨后通過聚乙烯亞胺與均苯四甲酰氯在改性基膜表面的界面聚合反應構筑分離層，得到中空纖維復合納濾膜。該方法公布的中空纖維復合納濾膜分離層與基層不易分離，對有機小分子和離子截留較高，性能穩定。中國專利CN106621855公開了一種反滲透復合膜制備方法及反滲透復合膜。該方法通過多元胺和芳香多元酰氯在堿處理后的聚丙烯腈支撐膜表面的界面聚合反應，制備得到以交聯聚酰胺材料為分離層的復合反滲透膜。該方法公布的復合反滲透膜具有良好的親水性以及有所提升的水通量和脫鹽率。然而，由于聚酰胺材料的化學本質易遭氧化劑進攻，發生氧化反應，此類聚酰胺分離膜對飲用水中有害物質起截留分離能力的聚酰胺分離層的耐氧化性較差。特別是在對飲用水深度處理過程中，分離層易遭自來水中具有強氧化性的余氯的氧化破壞，分離膜的分離效果將隨著分離層的氧化而顯著下降。

因此，探索新型飲用水處理膜材料及膜制備方法，得到飲用水處理效率高、小分子有機物去除效果好、耐氧化、性能穩定的飲用水處理分離膜具有重要的意義。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種荷正電復合膜及其制備方法和用途，用于解決現有技術中的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明是通過包括以下技術方案獲得的。

本發明提供一種荷負電復合膜，所述荷負電復合膜包括中空纖維多孔支撐層和荷負電致密分離層，所述荷負電致密分離層附著在所述中空纖維多孔支撐層的外表面，所述中空纖維多孔支撐層為聚合物基中空纖維超濾膜，所述荷負電致密分離層是由交聯化合物組成，所述交聯化合物為由納米纖維素、荷負電納米纖維素與交聯劑混合后加熱交聯形成。

根據上述所述的荷負電復合膜，在壓力不小于0.3MPa下，所述荷負電復合膜的水通量不少于30L/m²·h。