[發(fā)明專利]一種基于叔胺型兩親共聚物的荷正電納濾膜及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011363839.3
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN112403286A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱寶庫;崔月;姚之侃;杜世媛;方立峰;許云秋;朱利平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D61/00;B01D67/00;B01D71/26;B01D71/40;B01D69/06;B01D69/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 任霜

本發(fā)明公開一種基于叔胺型兩親共聚物的荷正電納濾膜及其制備方法。所述納濾膜由電中性的大孔支撐層和荷正電的致密功能層組成：大孔支撐層包含膜基體材料和叔胺型兩親共聚物，致密功能層包含交聯(lián)的大分子季銨鹽，致密功能層中的大分子季銨鹽與大孔支撐層中的膜基體材料形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所述納濾膜的制備方法為：(1)將膜基體材料和叔胺型兩親共聚物溶解于制膜溶劑制成電中性制膜液，通過溶液相轉(zhuǎn)化的方法從凝固浴中固化，制成含叔胺型兩親共聚物的活性前體膜；(2)將活性前體膜在交聯(lián)劑溶液中浸涂；(3)將浸涂后的膜取出，熱處理，得到荷正電納濾膜。本發(fā)明適用于多種通用制膜材料，可以制成平板膜或中空纖維膜，具有良好的工業(yè)化前景。

本申請是申請日為2014年12月04日、申請?zhí)枮?01410734310.6、發(fā)明名稱為《一種基于叔胺型兩親共聚物的荷正電納濾膜及其制備方法》的分案申請，申請人為浙江大學(xué)。同時(shí)，本申請要求于2014年8月31日提交中國專利局、申請?zhí)枮?01410437650.2、發(fā)明名稱為“一種具有穩(wěn)定分離層的低壓高通量含氯聚合物納濾膜及其制備方法”的中國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于叔胺型兩親共聚物的荷正電納濾膜及其制備方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)作為一種集濃縮和分離于一體的高效無污染凈化技術(shù)，具有分離效率高、能耗低、占地面積小、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手段之一，目前已經(jīng)工業(yè)化的有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、電滲析(ED)和氣體分離(GS)等。

納濾是在反滲透膜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型膜分離技術(shù)，典型的納濾膜具有以下的特征：(1)納濾膜一般都是復(fù)合膜，由支撐層和功能層組成，納濾膜的截留性能和通量取決于功能層。(2)截留物質(zhì)的相對分子量(200～2000)介于反滲透和超濾之間，膜孔徑約為1nm。(3)膜的截留性能受孔徑篩分效應(yīng)和荷電效應(yīng)共同影響，對不同價(jià)態(tài)的離子有不同的截留率，通常對單價(jià)離子(NO₃^-、Cl^-、Na⁺、K⁺)的截留率較低，對高價(jià)離子(PO₄^3-、SO₄^2-、Mg²⁺、Ca²⁺)的截留率較高。(4)操作壓力比反滲透所需的壓力低，一般的操作壓力在0.8～2.0MPa之間。

溶液相轉(zhuǎn)化法是制備超、微濾膜的常用制膜方法，采用與制膜溶劑互溶但是不能溶解膜基體材料的溶劑為凝固浴(一般選用水為凝固浴)，通過溶劑與非溶劑的交換實(shí)現(xiàn)膜的固化，是規(guī)模化生產(chǎn)超、微濾膜的最常用手段。采用溶液相轉(zhuǎn)化法制備超、微濾膜時(shí)，通常要在制膜液中加入水溶性小分子添加劑(如聚乙二醇等)，在相轉(zhuǎn)化過程中，水溶性小分子添加劑迅速向水凝固浴遷移，最后溶解在水中，在膜表面形成微孔，制備成多孔結(jié)構(gòu)的超、微濾膜。通過溶液相轉(zhuǎn)化法制備的膜多為多孔膜，孔隙率很大，且膜的孔徑太大，即使通過后續(xù)的縮孔作用，也無法直接用于納濾過程。中國專利CN1395984A公開了一種荷正電膜及其制備方法，將丙烯酸氨基酯類聚合物與交聯(lián)劑、膜材料共混形成互穿網(wǎng)狀體系，通過溶液相轉(zhuǎn)化法成膜。該法選用的丙烯酸氨基酯類聚合物與水有很好的親和性，在相轉(zhuǎn)化法成膜過程中易流失成孔，且由于制膜液為互穿網(wǎng)狀交聯(lián)體系，濃度過高會(huì)導(dǎo)致制膜液凝膠化，因此只能做成多孔結(jié)構(gòu)的超濾膜。一般的納濾膜制備方法均是采用溶液相轉(zhuǎn)化法制備的超濾膜為底膜，再在超濾底膜表面引入致密功能層。