[發明專利]一種孔徑可調控復合納濾膜的制備方法

在審

• 申請號: 202210186781.2
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114471162A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 周勇;鄒蝶;高從堦
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/38;B01D71/68
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 趙芳

本發明公開了一種孔徑可調控復合納濾膜的制備方法。采用聚乙烯醇、戊二醛、硼酸、十二烷基磺酸鈉、濃硫酸為原料，在梯度交聯工藝下，借助戊二醛與羥基之間的縮醛反應，硼酸與鄰羥基之間的縮合反應，得到納濾復合膜。本發明方法所制備的納濾膜孔徑可調節為0.34?0.58nm，對應的膜在0.75MPa工作壓力下，純水通量為1.19?19.61L·m^?2·h^?1。

技術領域

本發明涉及一種納濾膜，具體指一種孔徑可調控復合納濾膜的制備方法。

背景技術

納濾是膜分離技術中的一種，其分離主要依靠孔徑篩分和電荷效應來實現。納濾膜具有操作壓力低，對二價或多價離子及相對分子質量大于200的有機物有較高的脫除率等特點。目前孔徑調控主要通過相轉化法和界面聚合法來實現，而關于其他辦法研究孔徑調控相對較少。

聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯酯醇解而得到的聚合物，因其廉價易得，化學穩定性好、無毒性，在各領域都有廣泛的應用。由于聚乙烯醇分子鏈上含有大量羥基，因此聚乙烯醇膜表面有著良好的親水性和耐污染性。但僅用聚乙烯醇制得的膜在水中容易溶脹而脫落，對此，人們對聚乙烯醇膜進行了大量的改性研究。例如，采用化學交聯法，用帶有醛基，羧基等能與聚乙烯醇分子鏈上的羥基發生反應的化合物把聚乙烯醇分子中的部分羥基反應，從而形成致密的化學交聯網絡。

梯度交聯法具有操作簡單，反應溶液量可控等優點，該方法還可對反應過程中分離層的交聯度與膜厚度進行調節，為之后進一步對膜進行改性提供可能性。

發明內容

本發明的目的是提供一種孔徑可調控復合納濾膜的制備方法，在超濾膜上通過鄰位羥基與醛基和硼酸分子的縮醛交聯與酯化交聯反應制備孔徑可調控復合納濾膜。

本發明是通過以下技術方案實現的：

(a)將超濾膜用夾子固定環氧聚酯框上，于室溫下晾干超濾膜表面；

(b)配制0.15wt％的十二烷基磺酸鈉溶液(乙醇和水的混合物作為溶劑，V_乙醇：V_水＝1：1)，再向其中加入一定量的硼酸，待硼酸溶解后，加入一定量的戊二醛和濃硫酸混合均勻，配制成交聯劑溶液。用此溶液涂覆在步驟(a)的基膜表面，除去過量溶液后置于30℃烘箱中烘干。

(c)將聚乙烯醇在95℃下攪拌2h后得到聚乙烯醇水溶液。冷卻至室溫后，用聚乙烯醇溶液把步驟(b)經過交聯劑處理的超濾膜充分浸潤，除去過量溶液后置于80℃烘箱中烘干，即形成孔徑可調控的復合納濾膜。

所述步驟(a)中的超濾膜為聚砜，聚醚砜中的一種。

所述步驟(b)中硼酸的質量分數為0.5-2.5％。

所述步驟(b)中戊二醛的質量分數在0.5％-1％。

所述步驟(b)中濃硫酸的質量分數在0.5％-1％。

所述步驟(c)中聚乙烯醇的質量分數在0.002％-1％。

所述的孔徑可調控的復合納濾膜，其孔徑大小為0.34-0.58nm，在0.75MPa壓力下，純水通量為1.19-19.61L·m^-2·h^-1。本發明采用梯度交聯法，通過改變溶劑濃度實現膜孔徑可調控，可根據實際情況調節膜孔徑。

有益效果：本發明利用制備工藝簡單的梯度交聯法，制備的納濾膜不僅可以調控膜的孔徑，穩定性高，耐污染效果好，而且具有可以分離一/二價鹽的特點。本發明方法可根據實際情況制得孔徑可調控的復合納濾膜，適用于微污染水，自來水的凈化。

具體實施方式

以下實例給出孔徑可調控復合納濾膜在某些條件下的孔徑大小。然而，這些實例僅用于解釋部分說明并不限定此發明。

實施例1：