一种纳滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种纳滤膜及其制备方法。所述纳滤膜包括支撑层和分离层，其中，所述分离层为由式(1)和/或式(2)所示的含季铵基团的聚醚砜经交联形成的层；其中，R1与R2相同或不同，各自独立地为CH2N(CH3)3X或CH3，且R1与R2不同时为CH3，X为卤原子；R3-R10相同或不同，各自独立地为CH2N(CH3)3Y或CH3，且R3-R10不同时为CH3，Y为卤原子；m+n＝A，A为50-250的整数；x+y＝W，W为50-300的整数。本发明专利技术提供的纳滤膜具有较高的水通量和脱盐率，极具工业前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纳滤膜、一种纳滤膜的制备方法W及由该方法制备得到的纳滤 膜。
技术介绍
纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在 几纳米左右，对单价离子和分子量小于200的有机物的脱除较差，而对二价或多价离子及 分子量介于200-500之间的有机物有较高的脱除率，可广泛地用于水软化、饮用水净化、改 善水质、油水分离、废水处理及回用、海水软化W及染料、抗生素、多肤、多糖等化工制品的 分级、纯化和浓缩等领域。 目前，商品化的纳滤膜主要是包括支撑层和分离层的复合膜，而分离层主要为聚 醜胺层。然而，由于材料特性的限制，在极端抑环境下，特别是强碱条件下，传统的聚醜胺 纳滤膜会发生降解（聚醜胺纳滤膜的使用抑值范围一般为2-11)，因此，聚醜胺纳滤膜只能 用于在中性介质或者接近中性的弱酸弱碱性介质中使用。 礙化W及季胺化聚離讽具有较好的耐酸性能、耐碱性能及耐氯性能，在膜领域具 有较好的应用前景。US4818387公开了一种礙化聚離讽复合膜（结构如式（I)所示）及 其制备方法。测试结果表明，采用浸涂法制备的礙化聚離讽复合膜具有非常好的耐氯性能 和耐氧化性能。CN101721926A公开了一种礙化含二氮杂蔡丽结构共聚芳離讽复合膜（结构 如式（II)所示）及其制备方法，该类复合膜具有良好的分离性W及耐氯性。此外，研究还 表明，虽然礙化聚芳離讽具有优异的耐酸性能、耐碱性能及耐氯性能，但是其脱盐率和透水 性仍然不够好，送也阻碍了其产业化进程。与礙化聚離讽相比，季胺化聚離讽的合成过程相 对复杂，因而，其应用在纳滤膜方面的相关报道也较少。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种新的兼具有优异的透水性和脱盐率的纳滤膜及其 制备方法。 本专利技术提供了一种纳滤膜，该纳滤膜包括支撑层和分离层，其中，所述分离层为由 式（1)和/或式似所示的含季倭基团的聚離讽经交联形成的层；[000引其中，Ri与Rz相同或不同，各自独立地为CHzN(CHs)SX或邸3,且Ri与Rz不同时为 邸3,X为因原子；R3-R1。相同或不同，各自独立地为CHzN畑3)3Y或邸3,且R3-R1。不同时为邸3， Y为因原子；m+n=A，A为50-250的整数；x+y=W，W为50-300的整数。 本专利技术还提供了一种纳滤膜的制备方法，该方法包括将支撑层浸溃在含有式（3) 和/或式（4)所示的因代聚離讽的铸膜液中，使得至少部分铸膜液附着在所述支撑层的表 面上，然后将附着有铸膜液的支撑层进行干燥，得到复合膜，接着将所述复合膜中的因代聚 離讽进行季倭化反应和交联反应； 其中，Ri'与IV相同或不同，各自独立地为CHzX或邸3,且Ri'与Rz'不同时为邸3， X为因原子；IV-Rw相同或不同，各自独立地为CHzY或邸3,且Rs'-Ri。'不同时为邸3,Y为 因原子；m+n=A，A为50-250的整数；x+y=W，W为50-300的整数。 本专利技术还提供了由上述方法制备得到的纳滤膜。 本专利技术的专利技术人发现，将式（1)和/或式（2)所示的含季倭基团的聚離讽经交联 形成的层用于形成纳滤膜的分离层，或者按照本专利技术提供的方法制备纳滤膜，能够使得到 的纳滤膜具有非常优异的透水性和脱盐率，极具工业应用前景。 本专利技术的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予W详细说明。【附图说明】 附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中： 图1为由制备例1得到的因代聚離讽的核磁谱图。【具体实施方式】 W下对本专利技术的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。 本专利技术提供的纳滤膜包括支撑层和分离层，其中，所述分离层为由式（1)和/或式 (2)所示的含季倭基团的聚離讽经交联形成的层； 其中，Ri与Rz相同或不同，各自独立地为CHzN(CHs)SX或邸3,且Ri与Rz不同时为 邸3,X为因原子；R3-R1。相同或不同，各自独立地为CHzN畑3)sY或邸3,且R3-R1。不同时为邸3， Y为因原子；m+n=A，A为50-250的整数；x+y=W，W为50-300的整数。 所述因原子可W为氣原子、氯原子、漠原子或贿原子，但是从原料易得性的角度出 发，所述因原子优选为漠原子。 本专利技术对式（1)和式似所述的含季倭基团的聚離讽的数均分子量均没有特别地 限定。例如，式（1)所示的含季倭基团的聚離讽的数均分子量可W为20000-80000,优选为 50000-80000。式（2)所示的含季倭基团的聚離讽的数均分子量可W为30000-100000,优选 为 50000-100000。 所述式（1)所示的含季倭基团的聚離讽（简称为QPE巧和式（2)所示的含季倭基 团的聚離讽（简称为QPAE巧均可W通过商购得到，也可W按照本领域技术人员公知的各种 方法制备得到，在此不作赏述。 根据提供的纳滤膜，形成所述支撑层的材料可W为本领域的常规选择，例如，可W 选自不含季倭基团的聚離讽、聚讽和聚丙帰腊中的一种或多种。 本专利技术对所述支撑层和分离层的厚度没有特别地限定。例如，所述支撑层的厚度 可W为50-200微米，优选为100-180微米；所述分离层的厚度可W为0. 1-0. 5微米，优选为 0.3-0. 45 微米。 本专利技术提供的纳滤膜的制备方法包括将支撑层浸溃在含有式（3)和/或式（4)所 示的因代聚離讽的铸膜液中，使得至少部分铸膜液附着在所述支撑层的表面上，然后将附 着有铸膜液的支撑层进行干燥，得到复合膜，接着将所述复合膜中的因代聚離讽进行季倭 化反应和交联反应； 其中，Ri'与Rz'相同或不同，各自独立地为CHzX或邸3,且Ri'与Rz'不同时为邸3， X为因原子；Rs'-Ri。'相同或不同，各自独立地为CHzY或邸3,且Rs'-Ri。'不同时为邸3,Y为 因原子；m+n=A，A为50-250的整数；x+y=W，W为50-300的整数。 所述因原子可W为氣原子、氯原子、漠原子或贿原子，但是从原料易得性的角度出 发，所述因原子优选为漠原子。 本专利技术对式（3)和/或式（4)所示的因代聚離讽的数均分子量均没有特别 地限定。例如，式（3)所示的因代聚離讽的数均分子量可W为20000-80000,优选为 50000-80000。式（4)所示的因代聚離讽的数均分子量可W为30000-100000,优选为 50000-100000。 本专利技术对所述干燥的条件没有特别地限定，只要能够将附着在支撑层中的溶剂去 除即可，例如，所述干燥的条件通常包括干燥温度可W为30-8(TC，优选为30-5(TC;干燥时 间可W为 0. 5-lOmin，优选为 0. 5-5min。 本专利技术对式（3)和/或式（4)所示的因代聚離讽的因化度没有特别地限定，优 选地，式（3)所示的因代聚離讽的因化度为0. 3-1 ;式（4)所示的因代聚離讽的因化度为 1-2.5。所述因代度是指平均每个结构单元中被因原子取代的氨原子个数。其中，式（3)所 示的因代聚離讽的因化度通过核磁积分计算得出，具体计算公式如下： 其中，EH。代表-CHzX中氨原子的峰面积之和狂为因素），本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳滤膜，该纳滤膜包括支撑层和分离层，其特征在于，所述分离层为由式(1)和/或式(2)所示的含季铵基团的聚醚砜经交联形成的层；式(1)，式(2)，其中，R1与R2相同或不同，各自独立地为CH2N(CH3)3X或CH3，且R1与R2不同时为CH3，X为卤原子；R3‑R10相同或不同，各自独立地为CH2N(CH3)3Y或CH3，且R3‑R10不同时为CH3，Y为卤原子；m+n＝A，A为50‑250的整数；x+y＝W，W为50‑300的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨，刘轶群，潘国元，严昊，郭敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11