[發明專利]一種脫鋁分子篩摻雜的聚酰胺復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011029435.0
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112191113B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 周詩健;顧菲;李程琳
• 申請（專利權）人: 泰州禾益新材料科技有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/34;B01D71/36;B01D71/42;B01D71/50;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 南京禾祁專利代理事務所(普通合伙) 32462
• 代理人: 黃天天

本發明提供了一種脫鋁分子篩摻雜的聚酰胺復合膜，其特征在于所述聚酰胺復合膜包括支撐層和位于支撐層上的分離層，所述支撐層中摻雜有經過脫鋁處理的硅鋁酸鹽分子篩，所述脫鋁處理是在將包含硅鋁酸鹽分子篩的支撐層經過酸浸泡處理。改良后的支撐層利于水相溶液在其表面的鋪展，且經過脫鋁處理，分子篩甲基結構不再規整，在操作壓力下，液態水分子更容易透過分子篩，挽回了脫鋁所造成的水通量損失。

技術領域

本發明涉及一種聚酰胺膜，具體涉及一種具有分子篩摻雜的聚酰胺復合膜。

背景技術

自從上世界就是年代以來，分離膜技術在分離領域得到了長足的發展的應用，其具有低能耗、分離精確率高、投資少等眾多優點，在未來分離領域也會得到進一步的發展和應用。在眾多分離膜，聚酰胺復合膜是常見的一類膜材料，其在反滲透、納濾、正滲透等多個領域具有廣泛的應用。

聚酰胺復合膜從結構上包括聚酰胺分離層和多孔支撐體，其一般是在多孔支撐體上一次接觸多元胺和多元酰氯使其在多孔支撐體表面界面聚合成聚酰胺層。而多孔支撐體多采用針對聚酰胺反滲透特殊制備的微濾膜或超濾膜，且要求多孔支撐層能夠使得水相溶液可以在其表面均勻鋪展開來利于進一步制備無缺陷聚酰胺膜層。現有技術中已經采用硅鋁酸鹽分子篩摻雜在支撐體中以改善聚酰胺復合膜整體的親水性能，但是其并未考慮硅鋁酸鹽分子篩是否有利于水相單體鋪展。申請人在研究中發現，采用硅鋁酸鹽分子篩，特別是硅鋁比低于10的分子篩摻雜在支撐體中時，其在水相單體水溶解接觸過程中極易容易發生水吸附擴展，導致成膜困難。而且，微孔分子篩聚規整的孔道結構，其孔徑小于1nm，其對于液態水分子篩吸附來說偏小，弱于介孔分子篩。

發明內容

為克服上述技術問題，本發明對現有的聚酰胺復合膜的支撐層進行改良，以獲得具有良好分離性能的分離膜。

對此，本發明提供了一種脫鋁分子篩摻雜的聚酰胺復合膜，其特征在于所述聚酰胺復合膜包括支撐層和位于支撐層上的分離層，所述支撐層中摻雜有經過脫鋁處理的硅鋁酸鹽分子篩，所述脫鋁處理是在將包含硅鋁酸鹽分子篩的支撐層經過酸浸泡處理。

所述支撐層為聚合物，材質為聚醚砜、聚砜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯中的一種。

硅鋁酸鹽分子篩為微孔分子篩，優選NaA、NaY、ZSM-5中的一種或多種。

所述硅鋁酸鹽分子篩孔徑為10-80nm，硅鋁比大于5。

所述的酸為鹽酸、硫酸、草酸、磷酸、檸檬酸中的一種、

所述的支撐層為兩層結構，靠近分離層的為小孔結構支撐層，孔徑約為5-20nm，遠離分離層的為大孔結構支撐層，孔徑約為50-500nm。

所述的大孔結構支撐層鑄膜液中包含碳酸鈣，通過酸處理形成大孔結構。

本發明還提供了一種制備聚酰胺復合膜的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將聚合物、成孔劑、硅鋁酸鹽分子篩和溶劑混合，在加熱條件下攪拌均勻，并靜置脫泡形成支撐層鑄膜液；所述支撐層鑄膜液中聚合物含量為10-30wt％，成孔劑的含量為0.3-2wt％，硅鋁酸鹽分子篩含量為0.2-1wt％，余量為溶劑；

(1)將支撐層鑄膜液均勻刮在玻璃板上，并在凝固浴中浸泡相轉化形成支撐層初膜；

(3)將支撐層初膜浸泡在0.02-0.2mol/L的酸溶液中以將硅鋁酸鹽分子篩脫鋁，并烘干得到支撐層；

(4)在步驟(3)制備的支撐層上先后接觸多元胺水溶液和多元酰氯有機溶液以在支撐層上形成聚酰胺復合膜。

當所述支撐層為兩層結構，所述方法包括以下步驟：