[發(fā)明專利]一種海水淡化納濾膜及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110786543.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113477100A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任嵬;李鵬;龍杰;吳蘇州
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢度美迪新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): B01D71/42
• 分類號(hào): B01D71/42;C02F1/44;B01D71/34;B01D71/08;B01D71/06;B01D71/02;B01D69/12;B01D67/00;C02F103/08
• 代理公司: 深圳峰誠(chéng)志合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發(fā)明公開(kāi)了一種海水淡化納濾膜及其制備方法，包括制備石墨烯殼聚糖復(fù)合納米粒子、制備基膜以及制備海水淡化納濾膜3個(gè)步驟，本發(fā)明通過(guò)將石墨烯殼聚糖復(fù)合納米粒子與聚偏二氟乙烯共混的方法，得到一種高親水性的復(fù)合基膜，該基膜克服了聚偏二氟乙烯親水性差的問(wèn)題，并且所得到的基膜可以使哌嗪溶液和均苯三甲酰氯溶液分散的更加均勻，極大的減少了團(tuán)聚的產(chǎn)生，并且通過(guò)哌嗪的氨基和均苯三甲酰氯的氯化物基團(tuán)反應(yīng)生成N?C＝0鍵，從而在基膜的表面形成高度交聯(lián)的聚酰胺網(wǎng)絡(luò)，使具有親水基團(tuán)的聚偏二氟乙烯膜表現(xiàn)出優(yōu)異的防污性能，并且提高了膜的水通量和脫鹽率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納濾膜制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海水淡化納濾膜及其制備方法。

背景技術(shù)

聚偏二氟乙烯薄膜具有機(jī)械強(qiáng)度大、韌性好、耐熱、抗蠕變、耐磨、耐沖擊、耐氧化等性能優(yōu)勢(shì)，可以制備不對(duì)稱微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等，廣泛應(yīng)用于飲用水凈化處理、生物制藥、航空、汽車、化工及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，但是，聚偏二氟乙烯薄膜是非極性的，表面能較低、潤(rùn)濕性差，具有很強(qiáng)的疏水性，這嚴(yán)重限制了其在水相分離體系中的應(yīng)用，對(duì)聚偏二氟乙烯薄膜進(jìn)行親水性改性顯得尤為重要。

專利文獻(xiàn)CN201310401881公開(kāi)了一種超薄截鹽分離膜的制備方法，該方法以一種多孔高分子分離膜、多孔金屬網(wǎng)或多孔玻璃纖維膜為基膜，通過(guò)層層組裝技術(shù)將不同粒徑的溶膠凝膠液吸附并干燥交聯(lián)固定在基膜表面，首先將較大粒徑的溶膠液涂覆在靠近基膜并加熱脫水固定在基膜，重復(fù)此步驟，以此將不同粒徑的溶膠液涂覆在上述修飾過(guò)的基膜并加熱脫水固定，隨后在溶膠孔內(nèi)進(jìn)行多元胺和多元酰氯的界面聚合成聚酰胺截鹽層，從而制備超薄截鹽分離膜，并通過(guò)表面修飾來(lái)提高膜的親水或憎水性來(lái)增強(qiáng)分離膜的分離及抗污染等性能。但是，該專利中由于基膜的親水性差，和涂層之間缺少化學(xué)鍵的連接，所采用涂覆方法很容易造成涂層在基膜上的脫落。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種海水淡化納濾膜及其制備方法，解決聚偏二氟乙烯基膜親水性差以及脫鹽率低的技術(shù)問(wèn)題。

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

一種海水淡化納濾膜，以重量份數(shù)計(jì)，所述海水淡化納濾膜的制備包括如下原料：聚偏二氟乙烯50-80份、石墨烯殼聚糖復(fù)合納米粒子5-15份、哌嗪3-10份、均苯三甲酰氯3-10份。

優(yōu)選的，所述石墨烯殼聚糖復(fù)合納米粒子的制備方法，其具體步驟如下：

(1)將殼聚糖溶解在去離子水中，然后向其中加入乙二胺四乙酸，加熱攪拌溶解，隨后在攪拌條件下逐滴加入乙醇，直至透明溶液變渾濁，然后再加入固化劑戊二醛，在室溫下靜置后，經(jīng)離心分離，冷凍干燥得到殼聚糖納米粒子；

(2)將步驟(1)制備的殼聚糖納米粒子超聲均勻分散在無(wú)水乙醇中，然后向其中加入氧化石墨烯，攪拌均勻后經(jīng)離心分離、干燥，即得到石墨烯殼聚糖復(fù)合納米粒子。

優(yōu)選的，步驟(1)中，殼聚糖、去離子水和乙二胺四乙酸的質(zhì)量比為1:20-40:0.3-0.5，所述固化劑戊二醛的加入量為0.5-0.8mL。

優(yōu)選的，步驟(2)中，殼聚糖納米粒子、無(wú)水乙醇和氧化石墨烯的質(zhì)量比為0.4:30-40:5-10。

本發(fā)明還提供一種海水淡化納濾膜的制備方法，包括如下步驟：

(a1)制備基膜：將聚偏二氟乙烯與1-甲基-2-吡咯烷酮攪拌混合均勻，得到溶液A，將石墨烯殼聚糖復(fù)合納米粒子超聲均勻分散在1-甲基-2-吡咯烷酮中，得到溶液B，然后將溶液B倒入溶液A中，進(jìn)行攪拌脫氣，得到混合液，再將混合液澆鑄在無(wú)紡布上，蒸發(fā)溶劑后進(jìn)行漂洗和浸泡，得到基膜；

(a2)制備海水淡化納濾膜：將步驟(a1)制備的基膜放置在定制設(shè)計(jì)的框架中，然后將哌嗪溶液加入框架中，3-4min后清除過(guò)量哌嗪溶液，再加入均苯三甲酰氯溶液，1-2min后取出基膜進(jìn)行沖洗、干燥，即得到海水淡化納濾膜。