[發明專利]一種具有高滲透選擇性的聚酰胺復合納濾膜的制備方法

有效

• 申請號: 202210733225.2
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN115055061B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 徐志偉;朱博;李楠;裴曉園;石海婷;韓玉
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D69/02
• 分類號: B01D69/02;B01D69/12;B01D71/56;B01D67/00
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本發明屬于膜制備方法領域，公開了一種具有高滲透選擇性的聚酰胺復合納濾膜的制備方法。本發明首先將一種聚多糖分子β?環糊精修飾的透明質酸鈉溶于去離子水中，利用真空抽濾法將其負載于基膜上，然后在支撐基膜上，利用多元酰氯與混合水相單體發生界面聚合反應形成初生聚酰胺功能層，之后進行熱處理得到聚酰胺復合納濾膜。本發明制備的聚酰胺復合納濾膜具有優異的一價、二價鹽分離性能和滲透性能，并且制備方法簡單，反應條件溫和，在海水淡化預處理方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于膜制備方法領域，具體涉及一種具有高滲透選擇性的聚酰胺復合納濾膜的制備方法。

背景技術

納濾膜是一種新型的分離膜，其孔徑大小介于超濾膜和反滲透膜之間，范圍在1-10nm之間，同時具有滲透通量大、分離系數高、操作壓力低、能耗低等特點。納濾膜能截留大多數的多價離子、重金屬及有機物分子，因此在硬水軟化、海水淡化預處理、污水處理和清潔生產等領域具有廣泛的應用并取得了較好的社會經濟效益。

理想的納濾膜應具有良好的一價鹽和二價鹽分離選擇性，然而目前商業生產的納濾膜對一/二價鹽的分離系數普遍在50-70％左右，分離因子較低，無法滿足實際應用的需求，因此如何改善納濾膜對一價、二價鹽的的分離選擇性并同時提高滲透性能是解決問題的關鍵。

基于以上分析，本發明涉及一種對一價、二價鹽選擇性分離的聚酰胺復合納濾膜，可以明顯改善膜的荷電性質和選擇分離性，同時改善膜的親水性能。本發明操作簡單，采用傳統的界面聚合過程進行制備，制備得到的功能層牢固有效，具有較窄的孔徑分布，能有效改善傳統聚酰胺納濾膜的分離選擇性和抗污染性能，對于新型聚酰胺復合納濾膜在污水處理領域的應用具有重要意義。

發明內容

本發明是針對以上技術分析以及存在的問題，提供一種具有高滲透選擇性的聚酰胺復合納濾膜的制備方法，其分離因子高、滲透通量穩定。首先稱取β-環糊精修飾的透明質酸鈉(HA-CD)粉末溶于去離子水中得到HA-CD溶液，之后利用量筒量取HA-CD溶液并采用真空抽濾法將HA-CD負載于聚合物基膜上，晾干一段時間。配制含有哌嗪(PIP)單體的水相溶液，油相溶液通過均苯三甲酰氯(TMC)溶于正己烷溶液中獲得。將基膜浸入水相溶液一段時間后瀝干多余液體，然后將油相溶液傾倒在基膜表面進行界面聚合反應，一段時間后去除多余油相溶液并置入烘箱干燥以進一步交聯，即得復合納濾膜。

為實現上述技術方案：一種具有高滲透選擇性的聚酰胺復合納濾膜的制備方法，包括中間層和活性層：

步驟一、稱取β-環糊精修飾的透明質酸鈉(HA-CD)粉末溶于去離子水中，并不斷攪拌直至完全溶解。

步驟二、使用量筒量取一定質量體積濃度的HA-CD溶液，其中HA-CD溶液的濃度為1.0％，量取體積為0-10ml。

步驟三、將上述一定體積的HA-CD溶液進行真空抽濾使其負載于聚合物基膜上并晾干。

步驟四、配制一定質量體積濃度的水相溶液，其中PIP的濃度為0.1-1.0％。

步驟五、將基膜浸入PIP水相溶液中，使其表面充滿水相溶液，用吸水紙去除其表面多余水相溶液并瀝干備用，其中浸漬的時間為5分鐘，瀝干時間為2分鐘。

步驟六、配置多元酰氯油相溶液，其中多元酰氯的質量體積濃度為0.1-0.5％。本發明的實施案例中，油相溶液中多元酰氯的質量分數均為0.1％。

步驟八、界面聚合反應：將多元酰氯油相溶液傾倒在步驟3中處理過的基膜表面，使之發生界面聚合反應，一段時間后，去除基膜表面多余的油相溶液，即得初生復合納濾膜，聚合反應時間為3分鐘。

步驟九、將上述制得的初生復合納濾膜置入真空干燥箱中進行熱處理，熱處理溫度設置為65℃，熱處理時間15分鐘，即得復合納濾膜。

步驟十、將上述復合納濾膜放入純水中儲存備用。