[發(fā)明專利]一種荷正電復(fù)合納濾膜的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110379229.0
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN113019148A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙東升;徐俊;曹邦卿;邢利英;蔣耿民
• 申請（專利權(quán)）人: 南陽師范學(xué)院
• 主分類號(hào): B01D67/00
• 分類號(hào): B01D67/00;B01D69/02
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 趙徐平

本發(fā)明公開了一種荷正電復(fù)合納濾膜的制備方法，具體包括以下步驟：(1)配制水相溶液；(2)配制有機(jī)相溶液；(3)制備荷正電復(fù)合納濾膜。與純聚乙烯亞胺納濾膜相比，本發(fā)明荷正電復(fù)合納濾膜的滲透選擇性更高，抗污染能力更強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜分離技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種荷正電復(fù)合納濾膜的制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，水資源短缺已成為一個(gè)全球性問題。因此，如何從水中去除目標(biāo)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用就顯得至關(guān)重要。膜分離技術(shù)作為高效的水處理技術(shù)，具有占地面積小、過程無相變、環(huán)境友好、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，成為解決水資源短缺問題的重要手段。

其中，納濾膜的分離精度介于反滲透膜和超濾膜之間，具有納米級(jí)孔和表面荷電性，可有效截留水中的二價(jià)離子和分子量在200-1000Da范圍內(nèi)的有機(jī)物。典型的納濾膜是在多孔基底上通過多胺單體與酰氯單體之間的界面聚合反應(yīng)制備而成。例如，聚乙烯亞胺是一種重要的多胺類荷正電聚電解質(zhì)，分子鏈上含有大量反應(yīng)活性較高的伯胺和仲胺基團(tuán)，與酰氯基團(tuán)反應(yīng)可制得荷正電納濾膜。這種納濾膜對(duì)水中的二價(jià)和多價(jià)離子具有很好的選擇截留性，可有效降低水的硬度、總?cè)芙夤腆w和有機(jī)物的含量，在苦咸水軟化領(lǐng)域備受青睞。然而，以聚乙烯亞胺為唯一的水相單體制得的荷正電納濾膜的滲透選擇性低、抗污染能力差是限制其大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。

因此，如何提高荷正電納濾膜的滲透選擇性和抗污染能力是本領(lǐng)域研究的主要目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型滲透選擇性高且抗污染能力強(qiáng)的荷正電復(fù)合納濾膜的制備方法，以解決荷正電納濾膜滲透選擇性低、抗污染能力差的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種荷正電復(fù)合納濾膜的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)配制水相溶液

向水中加入聚乙烯亞胺和O,O'-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇共聚物，攪拌至完全溶解，得到水相溶液；

(2)配制有機(jī)相溶液

向有機(jī)溶劑中加入均苯三甲酰氯，攪拌至完全溶解，得到有機(jī)相溶液；

(3)制備荷正電復(fù)合納濾膜

首先將水相溶液倒入多孔基底表面浸沒，然后將水相溶液倒掉并去除多孔基底表面的多余水分，再倒入有機(jī)相溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后去除多余的有機(jī)相溶液，最后依次用有機(jī)溶劑和水對(duì)膜表面進(jìn)行沖洗，即得荷正電復(fù)合納濾膜。

本發(fā)明的有益效果在于：以聚乙烯亞胺和O,O′-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇共聚物(結(jié)構(gòu)式為)為水相共反應(yīng)單體，通過聚乙烯亞胺、O,O′-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇共聚物和均苯三甲酰氯在多孔基底上的界面聚合反應(yīng)，制備新型荷正電復(fù)合納濾膜。

進(jìn)一步，上述步驟(1)中，聚乙烯亞胺的分子量為600-70000Da，O,O′-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇共聚物的分子量為500-1900Da。更進(jìn)一步，聚乙烯亞胺和水的質(zhì)量體積百分比為0.2％-2％，O,O'-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇共聚物和水的質(zhì)量體積百分比為0.2％-2％。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果在于，聚乙烯亞胺和O,O′-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇共聚物的分子量的用量會(huì)影響到形成的聚酰胺層的形貌、厚度、粗糙度和親水性。

進(jìn)一步，上述步驟(1)中，攪拌的速度為100-500r/min，時(shí)間為30-90min。