[發明專利]一種無壓驅動納濾分離膜、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110795150.6
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113457462B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 谷金翠;陳濤;陳天宇;肖鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;C02F1/44
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種無壓驅動納濾分離膜的制備方法，包括以下步驟：(1)將碳球進行氧化處理得到氧化碳球；(2)將氧化碳球浸泡到多巴胺Tris?HCl緩沖液中得到混合液，再將混合液置于基材上真空抽濾成膜，得到氧化碳球/聚多巴胺復合膜；(3)將氧化碳球/聚多巴胺復合膜加入到四羥甲基氯化磷溶液中，浸泡后取出，干燥，得到無壓驅動納濾分離膜。制備得到的無壓驅動納濾分離膜具有支撐層和氧化碳球/聚多巴胺/四羥甲基氯化磷選擇層，支撐層包括基材。該無壓驅動納濾分離膜的制備方法簡單、可以在無壓驅動的條件下，高效截留廢水中的染料分子，節能環保，在污水處理領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及膜分離技術領域，尤其涉及一種無壓驅動納濾分離膜、制備方法及應用。

背景技術

膜分離是指利用膜的選擇性分離實現料液中不同組分的分離、純化、濃縮的過程，膜分離技術兼有分離、濃縮和純化等功能，且高效、節能、環保、過濾過程簡單、易于控制，目前已廣泛應用于食品、醫藥、生物、環保等領域。分離膜可以根據孔徑大小可以分為：微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等，相比于其他分離膜，納濾膜具有膜通量大、滲透壓低、選擇性分離等優點。

四羥甲基氯化磷(THPC)，為無色透明液體，呈弱酸性，不僅是綠色季磷鹽殺菌劑，還是一種優良的紡織品阻燃劑。聚多巴胺作為一種簡單高效改進表面功能的鍍膜廣泛被人們使用，多巴胺是含有鄰苯二酚還有氨基的化合物，在堿性條件下鄰苯二酚會轉化為醌自我聚合形成聚多巴胺，聚多巴胺具有優異的粘附能力，可以對基材表面進行修飾，改善基材的分散性、潤濕性等。

公開號為CN108339416B的中國專利文獻中公開了一種納濾膜及其用途，所述的納濾膜包括依次疊合的基底層、纖維素納米纖維層和過濾層，所述過濾層中均勻分散有至少一種聚電解質，其中聚電解質為羧甲基纖維素、聚乙烯亞胺或殼聚糖中的至少一種，基底層由依次疊合的無紡布層和電紡納米纖維層組成。該納濾膜具有離子選擇性，能夠選擇性的分離單價金屬離子和多價金屬離子，但是制備方法繁瑣，不利于大規模生產。

公開號為CN106422812B的中國專利文獻中公開了一種多巴胺納濾膜的制備方法，首先配制多巴胺與親核試劑的混合溶液，將基膜浸入所述的多巴胺與親核試劑的混合溶液中，振蕩、清洗、晾干后浸泡在交聯劑溶液中反應，干燥得到多巴胺納濾膜，所述的親核試劑為N-甲基-D葡糖胺(NMG)，乙二胺和哌嗪中的至少一種，所述的交聯劑為戊二醛乙醇溶液。該發明通過親核試劑調控多巴胺的自聚過程，在較短的時間里形成交聯點密度大的聚多巴胺涂層，制備得到多巴胺納濾膜分離性能較好。但該納濾膜需要壓力驅動發揮作用。

發明內容

為了解決現有技術中納濾膜的使用需要壓力驅動的問題，本發明提供了一種無壓驅動納濾分離膜的制備方法，工藝簡單，原料利用率高，制備得到的無壓驅動納濾分離膜可以在無壓驅動的條件下，高效截留廢水中的染料分子，節能環保。

具體采用的技術方案如下：

一種無壓驅動納濾分離膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將碳球進行氧化處理制備得到氧化碳球；

(2)將氧化碳球浸泡到多巴胺Tris-HCl緩沖液中得到混合液，再將混合液置于基材上真空抽濾成膜，得到氧化碳球/聚多巴胺復合膜；

(3)將氧化碳球/聚多巴胺復合膜加入到四羥甲基氯化磷溶液中，浸泡后取出，干燥，得到無壓驅動納濾分離膜。

本發明以碳球、多巴胺、四羥甲基氯化磷等為原料；碳球具有較大的比表面積和吸附性能，首先對碳球進行氧化處理得到氧化碳球，氧化碳球具有大量的含氧官能團；多巴胺自聚合生成聚多巴胺具有優異的粘附能力，可以對氧化碳球表面進行修飾改性，增加氧化碳球的親水性，使氧化碳球分散的更均勻；此外，四羥甲基氯化磷具有空間四面體結構、豐富的羥基親水官能團和高偶極矩可以進一步改善氧化碳球/聚多巴胺復合膜的親水能力。