[發明專利]一種耐酸堿、抗擦傷的納濾膜、其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210097411.1
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114471158B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 范琳;歐洋;趙偉國
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D67/00;B01D71/68
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本發明公開了一種耐酸堿、抗擦傷的納濾膜、其制備方法與應用，所述納濾膜包含聚醚砜多孔支撐層和形成于支撐層上的聚酰胺分離層；所述聚酰胺分離層中含有熱固性酚醛樹脂；優選地，熱固性酚醛樹脂在聚酰胺分離層中的質量含量為2?15%。本發明通過在復合納濾膜的聚酰胺分離層形成之前在水相中添加熱固性酚醛樹脂，并于界面聚合反應之后進行熱固化處理，可以使熱固性酚醛樹脂交織存在于聚酰胺分離層之中，意外地發現制得的納濾膜具備良好的分離性能和耐酸堿清洗特性，并且抗擦傷性能明顯提升。

技術領域

本發明涉及一種納濾膜，尤其涉及一種耐酸堿、抗擦傷的納濾膜、其制備方法與應用，屬于水處理技術領域。

背景技術

近年來，膜技術在氣體分離、水溶液分離、化學產品和生化產品的分離與純化中，表現出越來越重要的作用，已廣泛應用于食品、飲料加工過程、工業污水處理、大規模氣體分離、濕法冶金技術等領域。納濾膜是膜技術的重要分支，其截留分子量介于200-2000之間，表面多帶電荷。在孔徑篩分、道南效應等多重機制共同作用下，納濾膜對單價和多價鹽離子有選擇性分離作用，對不同分子量的有機物具備不同的截留效果，已廣泛應用于氯堿脫硝、鹽湖提鋰、市政水處理、醫藥活性物質濃縮純化、海水淡化預處理等領域。

在納濾膜的實際應用中，膜的表面會逐漸有各種污染物的沉積而引起的膜污染，造成納濾膜性能的下降，為防止膜污染對系統運行的影響，納濾膜需進行定期的清洗，膜清洗多以酸堿清洗為主。與此同時，長期的酸堿清洗，會破壞納濾膜分離層結構，造成不可逆的性能下降，因此，提高納濾膜的耐酸堿清洗性能，是維持納濾膜長期穩定運行的重要手段之一。

為了提高納濾膜的耐酸堿清洗性能，目前已公開專利主要采用兩類方法。第一類方法，是對納濾膜的基膜進行改性，直接選取物化穩定性高的基膜，再制備出耐酸堿的復合納濾膜。第二類方法，是使用具備耐酸堿特性的聚合物，通過表面涂覆或化學交聯等方式，制成分離層，最終形成的納濾膜具備耐酸堿特性，以下舉例說明。

在使用物化穩定性高的基膜方面，CN112007513A公開了一種間位芳綸基聚酰胺復合納濾膜的制備方法，將間位芳綸聚合物通過相轉化法涂覆在無紡布上制備間位芳綸多孔基膜，再進行傳統界面聚合反應，得到聚酰胺復合納濾膜。制備出的納濾膜耐酸堿腐蝕、耐溶劑、使用壽命長，具備優異的分離能力。CN112495192A公開了一種改性聚四氟乙烯的納濾膜，使用本身耐溶劑、耐酸堿、物化穩定性強的聚四氟乙烯作為基膜，再進行界面聚合反應，制備出高脫鹽、高通量、耐酸堿性的納濾膜。

在使用耐酸堿聚合物直接制備分離層方面，CN105435656A公開了一種復合納濾膜，分離層含有羥基聚合物與含有巰基的硅烷偶聯劑通過交聯反應后形成的網狀結構初始復合膜，再用含有氧化劑的水溶液處理得到復合納濾膜，所述納濾膜可以在pH＝0-14的水溶液中穩定運行，具有較強的耐酸堿性。CN110841489A公開了一種新型復合納濾膜，在聚醚砜支撐層上，涂覆了磺化聚砜/共聚型磺化芳香族聚醚砜共混分離層，制備的復合納濾膜能夠兼具優異的脫鹽率、水通量和親水性能，在耐酸堿、耐氯上性能優異，可應用于海水淡化預處理、飲用水的凈化與軟化、工業和生活廢水的處理以及食品工業和醫藥等行業。CN104548970A公開了一種納濾膜，分離層包括依次層疊的聚陽離子層和聚陰離子層，聚陰離子層均含有磺化聚芳醚砜結構，所述的納濾膜能夠兼具優異的分離層、透水性和耐酸堿腐蝕性。

基于目前耐酸堿納濾膜的研究熱點，有必要提出一種在傳統界面聚合法制備出的復合納濾膜基礎上進行改性的新方法，以在保證納濾膜分離特性的基礎上，提高復合納濾膜耐酸堿性能，并使其更適應于大規模工業化生產。此外，納濾膜由于結構限制，其機械性能(如抗擦傷性)與反滲透等分離膜相比通常較差，無法滿足應用需求。本發明期望提出一種同時具有耐酸堿、抗擦傷的復合納濾膜。

發明內容