[發明專利]一種具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011631326.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112808022B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 高成云;廖家友;趙玉英;盧靜瓊;李曉明;智麗飛;馬繼偉
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D69/12;B01D61/14;B01D61/36;B01D71/60;B01D67/00
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 方亞兵

1.一種具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，包括分離層和支撐層；其中所述分離層為經胍基改性后的聚乙烯胺進一步接枝含疏水側鏈醛基化合物后所得產物；

所述具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)聚乙烯胺經離子交換制得去離子聚乙烯胺；

(2)去離子聚乙烯胺中的部分胺基和單氰胺改性得到聚乙烯胍；

(3)聚乙烯胍和含疏水側鏈醛基化合物進行混合反應進行制備部分胺基接枝含疏水側鏈醛基化合物的聚乙烯胍溶液；

(4)部分胺基接枝含疏水側鏈醛基化合物的聚乙烯胍溶液和戊二醛交聯得到交聯后的含疏水側鏈聚乙烯胍溶液；

(5)交聯后的含疏水側鏈聚乙烯胍溶液涂覆在聚丙烯腈基膜上靜置微相分離，得到具有親疏水功能基團聚乙烯胺膜。

2.根據權利要求1所述的一種具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，所述支撐層為聚丙烯腈超濾膜。

3.根據權利要求1所述的具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，所述步驟(1)中聚乙烯胺的制備過程包括以下步驟：

將N-乙烯基甲酰胺、去離子水、引發劑按照1：(6-7)：(0.008-0.009)的質量比混勻后通氮氣2-5min，抽真空，在45-55℃條件下反應2-5h，加入酸溶液水解1.5-2.5h，醇析，干燥聚乙烯胺；

其中，引發劑為2，2-偶氮二異丁腈、偶氮二異丙基咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二異庚腈中的一種；酸溶液為鹽酸、硝酸、醋酸中的一種，酸溶液濃度為1-2mol/L。

4.根據權利要求1所述的具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，所述步驟(1)中聚乙烯胺經去離子反應具體包括：

向3wt％的聚乙烯胺溶液加入活化后的強堿性陰離子交換樹脂，攪拌條件下進行離子交換6-8小時，過濾，得到去離子聚乙烯胺；

其中，強堿性陰離子交換樹脂和聚乙烯胺的質量比為8:1-10:1。

5.根據權利要求1所述的具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，所述步驟(2)具體包括以下步驟：

將去離子聚乙烯胺于70-90℃條件下置于含單氰胺的乙酸溶液中反應3-6h，得聚乙烯胍；

其中，去離子聚乙烯胺、單氰胺、乙酸的摩爾比為1:(0.1-0.2):(0.05-0.2)。

6.根據權利要求1所述的具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，所述步驟(3)具體包括以下步驟：

20-30℃條件下，將含疏水側鏈醛基化合物的乙酸和四氫呋喃混合溶液滴入聚乙烯胍溶液中，反應2-3h得部分胺基接枝含疏水側鏈醛基化合物的聚乙烯胍；

其中，聚乙烯胍、疏水側鏈醛基化合物、乙酸的摩爾比為1:(0.04-0.1):(0.01-0.08)，四氫呋喃和聚乙烯胍溶液的質量比為1:(10～20)。

7.根據權利要求1所述的具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，所述步驟(4)包括以下步驟：

部分胺基接枝含疏水側鏈醛基化合物的聚乙烯胍溶液加熱至30℃，逐滴滴加2wt％的戊二醛溶液，交聯反應1h，脫泡、靜置得含疏水側鏈聚乙烯胍溶液；

其中，部分胺基接枝含疏水側鏈醛基化合物的聚乙烯胍和戊二醛的摩爾比為1:(0.005-0.02)。

8.根據權利要求1所述的具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜，其特征在于，所述步驟(5)包括以下步驟：

含疏水側鏈聚乙烯胍溶液涂覆在支撐層上，靜置微相分離，得具有親疏水功能基團聚乙烯胺膜；

其中，涂覆厚度1.0-1.5μm。

9.一種根據權利要求1-2任一項所述的具有親疏水功能基團的聚乙烯胺膜作為滲透蒸發膜材料在乙醇和水混合溶液的分離中的應用。