[發明專利]荷正電納濾膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202310056251.0
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN116116220A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 楊翠平;朱筱瀅;施瑞康;唐影華;陳銓;朱建東;徐永良
• 申請（專利權）人: 寶武水務科技有限公司
• 主分類號: B01D61/02
• 分類號: B01D61/02;B01D67/00
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 黃一磊

本發明提供了一種荷正電納濾膜及其制備方法，所述荷正電納濾膜的制備方法包括：分別配制活性胺水相溶液和活性酰氯有機相溶液，所述活性胺水相溶液與所述活性酰氯有機相溶液的質量濃度之比大于5；將所述活性胺水相溶液倒在基膜表面，并在靜置后倒掉多余的所述活性胺水相溶液；將所述活性酰氯有機相溶液倒在所述基膜表面，并在靜置后倒掉多余的所述活性酰氯有機相溶液。本發明的技術方案能夠制備出表面荷正電、滲透與截留性能好且性能穩定的納濾膜，從而能夠有效分離溶液中的陽離子。

技術領域

本發明涉及膜制備技術領域，特別涉及一種荷正電納濾膜及其制備方法。

背景技術

納濾膜是一種介于超濾和反滲透之間的壓力驅動膜，孔徑在1nm左右，表面帶電荷，對于二價鹽和小分子有機物有很好的截留效果，因此在海水脫鹽、水處理、生物、制藥、食品行業有很大的應用潛力，從二十世紀八十年代起，其相關的研究就一直是分離膜領域的研究熱點。

目前，商品化納濾膜分離層制備方法是界面聚合，是由水相中的活性胺和有機相中的酰氯兩種單體在界面反應而在超濾膜表面上形成一層孔徑在1nm左右的聚合物薄層。該薄層對一價離子截留效果差，而對二價、三價等多價離子截留效果好。納濾膜對離子分離的效果受道南效應的影響很大，因此目前可脫除多價離子的商品化納濾膜均為荷電膜。界面聚合過程中酰氯需略微過量，是為了讓未反應的酰氯遇水水解成羧基，并發生進一步解離形成羧酸根而使膜荷負電。荷負電的納濾膜與多價陽離子之間相吸，而且陽離子價態越高、濃度越大，吸引力就越大，即陽離子可能透過荷負電的納濾膜而進入產水一側，從而降低納濾膜對重金屬離子的脫除效果。因此，制備荷正電的納濾膜對有效去除水中多價重金屬離子意義重大，研究構建荷正電納濾膜十分必要。

在膜表面引入荷正電的官能團(如引入胺基或者對胺基進一步季胺化)是實現制備荷正電納濾膜的常見方法。然而，界面聚合形成的酰胺官能團無法通過季胺化的途徑使膜表面荷正電。引入胺基的方法常被采用，比如對超濾基膜表面采用紫外接枝的方法引入自由基，然后引發含有胺基的單體發生接枝。眾所周知，紫外接枝技術難以實現產業化，而且接枝單體的過程提高荷正電的效果不明顯且比較復雜，也不利于產業化。除此之外可通過引入胺基改性的添加劑使納濾膜實現荷正電。有研究人員采用多巴胺對多壁碳納米管進行改性，并將改性后的碳納米管與聚乙烯亞胺共混配制水相溶液，界面聚合法制得荷正電納濾膜，添加改性碳納米管后，該納濾膜的滲透通量由5.2L·m^-1·h^-1·bar^-1提高到15.3L·m^-1·h^-1·bar^-1。但這些改性方法過程復雜，成本較高，不利于產業化，另外存在膜性能不穩定，使用壽命較短的問題。

因此，如何制備出表面荷正電、滲透與截留性能好且性能穩定的納濾膜，從而能夠有效分離溶液中的陽離子是目前亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種荷正電納濾膜及其制備方法，能夠制備出表面荷正電、滲透與截留性能好且性能穩定的納濾膜，從而能夠有效分離溶液中的陽離子。

為解決上述技術問題，本發明提供一種荷正電納濾膜的制備方法，包括：

分別配制活性胺水相溶液和活性酰氯有機相溶液，所述活性胺水相溶液與所述活性酰氯有機相溶液的質量濃度之比大于5；

將所述活性胺水相溶液倒在基膜表面，并在靜置后倒掉多余的所述活性胺水相溶液；

將所述活性酰氯有機相溶液倒在所述基膜表面，并在靜置后倒掉多余的所述活性酰氯有機相溶液。

優選地，在將所述活性胺水相溶液倒在所述基膜表面之前，所述荷正電納濾膜的制備方法還包括：

將基膜的邊緣固定在兩個環形的夾具之間。

優選地，在倒掉多余的所述活性胺水相溶液之后且在將所述活性酰氯有機相溶液倒在所述基膜表面之前，所述荷正電納濾膜的制備方法還包括：