[發明專利]新型納濾膜的制備方法

在審

• 申請號: 202110590767.4
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113398784A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳亦力;張翠苗;況武;侯小露
• 申請（專利權）人: 北京碧水源分離膜科技有限公司
• 主分類號: B01D71/76
• 分類號: B01D71/76;B01D71/68;B01D71/26;B01D69/12
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 楊博

本發明實施例提供了一種新型納濾膜的制備方法，包括以下步驟：步驟1、準備制備好的納濾膜；步驟2、將制備好的所述納濾膜浸泡于含有與胺基反應單體的溶劑中，浸潤預定時間后，將納濾膜轉入烘箱中進行進一步交聯并干燥，即得到二次交聯反應的荷電納濾膜。本發明實施例提供了一種新型納濾膜的制備方法，減少納濾膜表面殘留的胺基，提高膜表面的荷負電性，保證納濾膜有機物截留不變的同時提高膜表面荷負電性，制備出高有機物截留，低鹽離子去除的新型納濾膜。

技術領域

本發明涉及納濾膜技術領域，尤其涉及一種新型納濾膜的制備方法。

背景技術

近年來，社會經濟發展日新月異，由此而生的水環境污染問題也愈加突出，各種新型污染物，如重金屬、藥物、消毒副產物等，性質復雜，生物降解難度大，基于吸附法、絮凝法、活性污泥法等的傳統水處理技術對此常常無能為力。為了更好的提升飲用水水質及水安全保障，膜分離技術日益得到關注并快速發展。目前應用于飲用水深度處理的膜技術主要有微濾、超濾、納濾和反滲透。超微濾膜孔徑相對較大，對于金屬離子和小分子有機物幾乎沒有去除能力，納濾和反滲透對不同分子量有機物的處理效果都較好，但納濾的操作壓力比反滲透低，并且納濾膜凈化出水中還可保留部分對人體有益的元素，因此，納濾較超濾和反滲透有更為廣闊的應用前景。

納濾膜是一種具有納米級孔徑的荷電膜，截留分子量在200-1000Da之間，操作壓力主要集中在0.3-1Mpa。目前，納濾膜技術作為新型給水深度處理工藝，已被用于去除水體中的天然有機物和痕量有機物(TrOCs)。大多數TrOCs分子量大在200-500Da之間可以被納濾膜有效地截留(＞80％)。為了保證出水水質，納濾膜系統應該具有高有機物去除率，低離子去除率，尤其是引起結垢的離子，如鈣鎂離子。這種情況下，膜系統可以在不添加或者少量阻垢劑的情況下，實現高回收率運行，降低噸水成本。然而，納濾膜對有機物有較高去除率的同時，通常對二價陽離子(例如鈣、鎂離子)也具有高截留特性。以哌嗪為單體的納濾膜體系，其表面帶負電，根據電荷相斥原理，當增加膜表面負電荷時，可以有效降低鈣鎂離子去除率。因此，為了更好發揮納濾膜選擇性分離特性在飲用水處理中的作用，需要開發一種對有機物保持高截留率，而對二價陽離子(如Ca²⁺和Mg²⁺)有較低截留率的新型荷電納濾膜。

縱觀大量的文獻報道，改變水油相單體或水油相添加劑是最常用也是最有效的膜表面電荷改性手段。近年來，有報道稱羧基單胺類化合物(H2N-R-COOH)作為水相添加劑可以有效地改善納濾膜的性能。Ji等人^[1]較為全面地研究了4-胺基苯甲酸(ABA)、6-氨基己酸(ACA)、3-氨基丙酸(APA)等含羧基的單胺類化合物對PIP/TMC體系納濾膜造成影響。結果顯示，界面聚合過程中引入了各種羧酸單胺，膜的負電荷密度得以提高。清華大學王小毛課題組^[2]在界面聚合過程中將適量的含有羧基官能團的3,5-二氨基苯甲酸(BA)加入到水相中，獲得了同時對微量有機化合物(TrOCs)具有高截留和對二價陽離子(Ca²⁺、Mg²⁺)截留率有限的高表面電荷納濾膜。Zhang等人^[3]以兩種酰氯單體為原料，通過界面聚合制備了一種高通量、高脫鹽的納濾膜。其中一種油相單體為5-(二氯磷酰基)異苯二甲酰二氯(5-DCPO-IPDC)，另一種油相單體為2,2’,4,4’-聯苯四酰氯(BTEC)。當5-DCPO-IPDC/IsoparG的百分比是60％時膜的性能最優。與商品化的NF270相比，該膜的水通量是NF270的1.45倍。XPS和zeta電位的測試結果表明，由于-PO(Cl)₂的水解作用，膜表面存在大量的磷酸基團，增加了活性層的負電荷。用分子量截斷(MWCO)表征膜的有效孔徑，其值約為700Da，表明膜的活性層較為松散。