[發(fā)明專利]一種耐酸復(fù)合納濾膜及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110032418.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112642305A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付維貴;翟高偉;武家鑫;孫美秀;劉建超;劉耀威;陳熙;趙義平;陳莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué);中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所
• 主分類號(hào): B01D69/12
• 分類號(hào): B01D69/12;B01D61/00;B01D67/00;B01D71/34;C02F1/44
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1.一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于基膜為聚烯烴類超濾膜，表面先經(jīng)羧基化改性產(chǎn)生親水性的羧基，再與水性胺類單體發(fā)生酰胺化反應(yīng)，隨后與油相單體多元磺酰氯發(fā)生界面聚合反應(yīng)，加熱固化后生成納濾復(fù)合膜；該復(fù)合納濾膜具有較高的純水通量、較好的低價(jià)鹽或染料分離性能，且具有優(yōu)異的耐酸性能。其具體制備步驟如下：

(1)基膜表面羧基化改性：基膜用甲醇溶液沖洗，再置于含有二苯甲酮(BP)的甲醇溶液中，浸泡一定時(shí)間后取出自然晾干；將丙烯酸(AA)及硫酸亞鐵銨(FAS)溶于蒸餾水中，然后將混合液倒入自封袋中，通入氮?dú)馀叛酰肓栏傻哪?，密封保存；密封后的膜放在紫外燈下照射一定時(shí)間，將膜取出，用甲醇和水的混合溶液對(duì)膜進(jìn)行浸泡以去除未反應(yīng)單體；

(2)酰胺化反應(yīng)：將步驟(1)得到的羧基化改性膜正面浸泡于含有表面活性劑、多元胺水相溶液中反應(yīng)一段時(shí)間，使多元胺末端的胺基與膜表面羧基發(fā)生酰胺化反應(yīng)，取出后去除膜表面多余溶液并晾干備用；

(3)界面聚合：將步驟(2)得到的改性膜浸泡于含有多元磺酰氯油相溶液中，進(jìn)行界面聚合反應(yīng)一段時(shí)間，取出后去除膜表面多余溶液并晾干；

(4)固化交聯(lián)：將步驟(3)得到的膜在40～80℃下熱固化交聯(lián)5～15min，經(jīng)去離子水浸泡洗滌后，得到所述新型復(fù)合納濾膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于：聚烯烴類基膜選自商業(yè)膜或自制膜中的一種，具體材質(zhì)選自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)膜中的一種，平均孔徑大小為0.1～0.45μm，直徑為3～10cm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中甲醇溶液沖洗時(shí)間為5～10min，BP濃度為0.1～0.5mol/L的甲醇溶液中浸泡0.5～2h；AA的質(zhì)量為0.1～1.0g，AA與FAS的質(zhì)量比為1∶0.2，蒸餾水加入量與AA的質(zhì)量比為20∶1，通氮?dú)鈺r(shí)長(zhǎng)30～60min，最后把單體溶液放入自封袋中保存；把浸泡有BP的基膜放入上述自封袋中，轉(zhuǎn)移到紫外燈(365nm，8W)下室溫照射5～20min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于：步驟(2)中水相單體選自哌嗪(PIP)、乙二胺(HDA)、聚乙烯亞胺(PEI)、胱胺(CYS)等多元胺中的一種，質(zhì)量百分含量為0.5～3wt％；表面活性劑選自十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的一種，質(zhì)量百分含量為0.1～0.2wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于：步驟(3)中油相單體為1，3-苯二磺酰氯(BDC)、1，6-萘二磺酰氯等多元磺酰氯中的一種，油相單體溶液由含量為0.05～0.3wt％的多元磺酰氯、0.05～0.2wt％的乙二醇甲醚和0.05～0.15wt％的三乙胺的正己烷溶液組成，其中，乙二醇甲醚為助溶劑，三乙胺為酸中和劑，正己烷為有機(jī)溶劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于：步驟(2)中水相單體為聚乙烯亞胺(PEI)時(shí)，酰胺化反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為0.5～1.5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于：步驟(2)中水相單體為胱胺(CYS)時(shí)，先把羧基化改性的PVDF膜浸泡在含有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基丁二酰亞胺(EDC-NHS)緩沖液的錐形瓶中，放入搖床以100r/min的速度充分反應(yīng)24h，隨后取出放入胱胺水溶液，酰胺化反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)為2～6h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐酸復(fù)合濾膜及其制備方法，其特征在于：步驟(3)中界面聚合反應(yīng)時(shí)間僅需10～90s。