[發明專利]一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110621998.7
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113385049B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 侯影飛;蔣馳;姜琳
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 劉文霞

1.一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜，其特征在于，所述復合膜是由超濾基膜和聚酰胺分離層復合而成，所述聚酰胺分離層為水相混合胺溶液和有機酰氯溶液在超濾基膜的表面聚合而成，所述水相混合胺溶液為有機胺與含磺酸季銨鹽基團的具有剛性扭曲結構的胺單體的混合溶液；

所述含磺酸季銨鹽基團的剛性扭曲結構胺單體為2,8-二氨基-4,10-二甲基-6H,12H-5,11-亞甲基二苯并[1,5]-二氮雜環辛丙烷磺酸鹽或3,9-二氨基-4,10-二甲基-6H,12H-5,11-亞甲基二苯并[1,5]-二氮雜環辛丙烷磺酸鹽中的至少一種；

所述復合膜具有離子選擇性，對二價陰離子的截留率高于99％，對一價陰離子的截留率低于30％。

2.根據權利要求1所述的一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜，其特征在于，所述有機胺為哌嗪、N-氨乙基哌嗪、1,4-雙(3-氨丙基)哌嗪、N,N’-二氨基哌嗪、乙二胺和N,N-雙(2-氨基乙基)乙二胺中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜，其特征在于，所述有機酰氯為均苯三甲酰氯、鄰苯三甲酰氯、對苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯和環己四酰氯中的至少一種，有機酰氯溶液的溶劑為正己烷、環己烷、甲苯、苯和正庚烷中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜，其特征在于，所述超濾基膜為聚砜超濾膜、聚醚砜超濾膜或聚丙烯腈超濾膜。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜，其特征在于，所述超濾基膜為表面親水改性超濾基膜，聚酰胺分離層通過原位無支撐界面聚合方式在親水改性超濾基膜的表面聚合，得到超薄高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜。

6.根據權利要求5所述的一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜，其特征在于，表面親水改性超濾基膜的親水改性方式為多巴胺涂層改性或單寧酸與Fe³⁺絡合作用改性。

7.權利要求1-4任一項所述的一種高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將有機胺溶于水中配制質量濃度為0.1％-5％的有機胺溶液，然后將含磺酸季銨鹽基團的剛性扭曲結構胺單體按照0.1％-5％的質量濃度加入到有機胺溶液中，攪拌使其充分溶解，得到水相混合胺溶液；

(2)將超濾基膜浸于步驟(1)中的水相混合胺溶液中，浸漬1-5min后取出，然后用風刀或橡膠輥將超濾基膜表面殘余的水相混合胺溶液吹干或輥干；

(3)采用有機酰氯與有機溶劑配制質量濃度為0.01％-1％的有機酰氯溶液，將步驟(2)得到的膜的上表面浸于有機酰氯溶液中，進行界面聚合反應10-100s，形成聚酰胺分離層，反應結束后倒掉剩余的有機酰氯溶液；

(4)將步驟(3)得到的膜置于30-80℃烘箱中熱交聯1-30min后取出，得到高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜。

8.權利要求5或6所述的一種超薄高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將有機胺溶于水中配制質量濃度為0.1％-5％的有機胺溶液，然后將含磺酸季銨鹽基團的剛性扭曲結構胺單體按照0.1％-5％的質量濃度加入到有機胺溶液中，攪拌使其充分溶解，得到水相混合胺溶液；

(2)將經表面親水改性后的超濾基膜浸于步驟(1)中的水相混合胺溶液中，浸漬1-5min后取出，保留此時膜表面形成的連續水相層；

(3)采用有機酰氯與有機溶劑配制質量濃度為0.01％-1％的有機酰氯溶液，將有機酰氯溶液緩慢倒在步驟(2)得到的膜的上表面，進行原位無支撐界面聚合反應10-100s，形成聚酰胺分離層，然后采用抽濾方式將反應結束后殘余的水相混合胺溶液從下方抽離，并將殘余的有機相溶液從上方倒掉；

(4)將步驟(3)得到的膜置于30-80℃烘箱中熱交聯1-30min后取出，得到超薄高選擇性自微孔聚酰胺納濾復合膜。

9.根據權利要求8所述的一種超薄高選擇性自微孔聚酰胺鈉濾復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中有機胺溶液的質量濃度為0.1％-1％，含磺酸季銨鹽基團的剛性扭曲結構胺單體溶液的質量濃度為0.1％-1％；所述步驟(3)中有機酰氯溶液的質量濃度為0.01％-0.1％。