[發(fā)明專利]通過(guò)刻蝕后生長(zhǎng)納米粒子制備復(fù)合納濾膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010798832.8
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111939774B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵路;郭靖;張艷秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D71/56
• 分類號(hào): B01D71/56;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種通過(guò)刻蝕后生長(zhǎng)納米粒子制備復(fù)合納濾膜的方法，包括如下步驟：步驟一、酸刻蝕聚酰胺納濾膜：將聚酰胺納濾膜浸泡在酸溶液中，然后取出并用去離子水浸泡清洗；步驟二、納米粒子在聚酰胺層中原位生長(zhǎng)：將清洗后的聚酰胺納濾膜，浸泡在由硝酸銅溶液和均苯三甲酸溶液混合而成的溶液體系中，然后取出并用溶劑沖洗，得到含納米粒子的復(fù)合納濾膜。本方法制備的納濾分離膜中，納米粒子可以填充并撐開(kāi)聚酰胺層，使其變得疏松，從而使所制備的分離膜對(duì)有機(jī)溶劑的滲透通量大幅度提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分離膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)刻蝕后生長(zhǎng)納米粒子制備復(fù)合納濾膜的方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)在人類日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中具有低能耗、低排放、自動(dòng)化程度高、占地面積小等優(yōu)勢(shì)。膜分離技術(shù)作為新興綠色分離技術(shù)之一，近年來(lái)備受關(guān)注。納濾膜作為膜分離材料中的一類，其孔徑一般在0.5-2納米之間，一般被認(rèn)為是分子級(jí)別的分離過(guò)程，適用于小分子有機(jī)物的精準(zhǔn)分離；作為一種壓力驅(qū)動(dòng)、無(wú)相變、膜分離過(guò)程，納濾膜在分離活性小分子有機(jī)物質(zhì)，諸如抗生素、藥物分子、催化劑等的分離應(yīng)用中具有非常廣闊的前景。

目前，商用化納濾膜以傳統(tǒng)的聚酰胺納濾膜為主，其結(jié)構(gòu)通常由具有較大孔的聚合物超濾膜支撐層和具有較小厚度和較小孔徑的聚酰胺分離層組成，并主要利用較薄的聚酰胺層進(jìn)行小分子物質(zhì)的精準(zhǔn)篩分。然而，目前市場(chǎng)上的納濾膜滲透通量低的缺點(diǎn)限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。因此目前急需在現(xiàn)有聚酰胺納濾膜的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)一種具有更高通量的分離膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決納濾分離膜滲透通量低的問(wèn)題，而提供一種制備高性能分離膜的方法。

本發(fā)明涉及一種通過(guò)刻蝕后生長(zhǎng)納米粒子制備復(fù)合納濾膜的方法，包括如下步驟：

步驟一、酸刻蝕聚酰胺納濾膜：將聚酰胺納濾膜浸泡在酸溶液中，然后取出并用去離子水浸泡清洗；

步驟二、納米粒子在聚酰胺層中原位生長(zhǎng)：將清洗后的聚酰胺納濾膜，浸泡在由硝酸銅溶液和均苯三甲酸溶液混合而成的溶液體系中，然后取出并用溶劑沖洗，得到含納米粒子的復(fù)合納濾膜。

進(jìn)一步地，步驟一中，所述聚酰胺納濾膜含有聚酰胺層。

進(jìn)一步地，步驟一中，所述聚酰胺納濾膜由聚酰胺層和多孔支撐膜組成。

進(jìn)一步地，所述聚酰胺層是由胺類物質(zhì)的單體水溶液和酰氯類物質(zhì)的有機(jī)溶液，通過(guò)界面聚合的方法制備的。

進(jìn)一步地，步驟一中，所述酸溶液為鹽酸、硫酸、硝酸、草酸或碳酸溶液。

進(jìn)一步地，步驟一中，所述酸溶液的浸泡時(shí)間為1分鐘到24小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟二中，所述硝酸銅溶液為硝酸銅與乙醇或N,N-二甲基甲酰胺的混合溶液，均苯三甲酸溶液為均苯三甲酸與乙醇或N,N-₁二甲基甲酰胺的混合溶液。

進(jìn)一步地，步驟二中，所述浸泡時(shí)間為1小時(shí)到72小時(shí)。

進(jìn)一步地，步驟二中，所述溶劑為水或有機(jī)溶劑。

進(jìn)一步地，步驟一中，所述酸溶液濃度為0.1～5mol/L。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明先用酸刻蝕處理聚酰胺納濾膜，使聚酰胺結(jié)構(gòu)被部分破壞，再將其浸入到生長(zhǎng)納米粒子的溶液體系中，使得納米粒子生長(zhǎng)的前驅(qū)體溶液進(jìn)入到聚酰胺層內(nèi)部，并在其聚酰胺層內(nèi)部和表面同時(shí)生長(zhǎng)納米粒子。與一般的含納米粒子的復(fù)合分離膜相比，本方法制備的納濾分離膜中，納米粒子可以填充并撐開(kāi)聚酰胺層，使其變得疏松，從而使所制備的分離膜對(duì)有機(jī)溶劑的滲透通量大幅度提高。相比于未處理聚酰胺分離膜，本方法制備的分離膜對(duì)有機(jī)溶劑通量提高十倍左右。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明試驗(yàn)組一中含納米粒子的復(fù)合納濾膜表面電鏡照片；