一种改性聚醚砜功能梯度分离膜的制备方法技术

一种改性聚醚砜功能梯度分离膜的制备方法，首先制备胺化聚醚砜分离膜并将其粉碎；然后使胺化聚醚砜分离膜碎屑与丙烯酸甲酯和乙二胺经迈克尔加成和酰胺化反应在膜碎屑中载入树枝状聚酰胺‑胺官能基团，继而应用相转移技术制备载带树枝状聚酰胺‑胺官能基团的改性聚醚砜功能分离膜；之后分别以壳聚糖乙酸水溶液和均苯三甲酰氯正己烷溶液为水相和有机相，借助界面聚合反应，在改性聚醚砜功能分离膜表面形成纳滤芳香酰胺超薄层，即得改性聚醚砜功能梯度分离膜。本发明专利技术方法简便可行，纳滤超薄层的涂覆过程绿色环保；制备的分离膜有效融合了微超滤螯合膜吸附和纳滤膜截留的处置效能，保障含有高浓度重金属和磷酸盐污染物的废水处置后直接排放和回用。

Preparation of a Modified Polyethersulfone functional gradient separation membrane

A method for preparing modified polyether sulfone functional gradient separation membrane, first prepared aminated polyethersulfone membranes and crushing; then the amination of polyethersulfone membranes fragments with methyl acrylate and ethylenediamine by Michael addition and amidation reaction in the membrane fragments loaded dendritic polyamide amine functional groups. Then the application of phase transfer technology preparation containing modified polyether sulfone with dendritic polyamide amine functional groups separation membrane; after the chitosan acetic acid solution and trimesoyl hexane solution as aqueous phase and organic phase, the interfacial polymerization reaction, the formation of aromatic amide nanofiltration ultrathin layer in modified polyether sulfone the function of membrane surface, which was modified polyether sulfone functional gradient separation membrane. The method is simple and feasible, green environmental protection coating process of nanofiltration ultrathin layer; membrane preparation effectively integrated the disposal efficiency ultrafiltration and nanofiltration membrane by chelating membrane adsorption, wastewater disposal security contains high concentrations of heavy metals and phosphate pollutants directly after discharge and reuse.

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚醚砜功能梯度分离膜的制备方法
本专利技术涉及一种分离膜的制备方法。
技术介绍
随着化学化工、医药、食品、石化、微电子、精密制造等行业迅猛发展，水环境污染问题也越来越严重。其中，重金属污染和水体富营养化尤其值得关注。重金属污染和水体富营养化给水生生态系统和人类健康造成严重危害，实现水环境中重金属污染物的有效去除和富营养化的有效防控是水污染防治的重要举措。用于废水中重金属污染物和氮磷营养物去除的主要方法有：化学沉淀、离子交换与吸附、生物吸附与富集、生物法、以及膜分离技术等。近十几年来，随着膜技术的快速发展，其在水处理领域的应用越来越广泛，与其他处置技术相比，膜分离技术用于水体重金属污染和富营养化的治理也日益受到关注。目前，用于重金属废水处理和氮磷营养物去除的膜技术尚限于电渗析、聚合物吸附和胶束增强微超滤、纳滤和反渗透等。但电渗析存在系统构建繁琐、处置成本高的缺陷，聚合物吸附和胶束增强微超滤存在重金属二次处置问题，纳滤和反渗透存在处理成本高、预处理要求严格的缺点。与此相比，共混或接枝有吸附作用官能基团的改性微超滤分离膜具有压力损失小、水通量大的突出优点，其研发和应用值得关注。与聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性聚醚砜功能梯度分离膜的制备方法，首先制备胺化聚醚砜分离膜并将其粉碎处理，过程如下：①所用化学原料：化学原料为：三氯甲烷、聚醚砜粉末、氯乙酰氯、无水三氯化铝、无水乙醇、N,N‑二甲基乙酰胺、二乙烯三胺、聚乙烯吡咯烷酮，上述化学原料的用量有如下质量比例关系：三氯甲烷：聚醚砜粉末：氯乙酰氯：无水三氯化铝：无水乙醇：N,N‑二甲基乙酰胺：二乙烯三胺：聚乙烯吡咯烷酮＝22.5：1：1：0.7：25：5：0.5：0.1；所用聚醚砜粉末的粒径为1.5μm；②制备过程：a、首先向三口圆底烧瓶中加入三氯甲烷和聚醚砜粉末，室温下磁力搅拌使其完全溶解，之后用滴管将氯乙酰氯逐滴加入到上述溶液中，再磁力搅拌10...

【技术特征摘要】
1.一种改性聚醚砜功能梯度分离膜的制备方法，首先制备胺化聚醚砜分离膜并将其粉碎处理，过程如下：①所用化学原料：化学原料为：三氯甲烷、聚醚砜粉末、氯乙酰氯、无水三氯化铝、无水乙醇、N,N-二甲基乙酰胺、二乙烯三胺、聚乙烯吡咯烷酮，上述化学原料的用量有如下质量比例关系：三氯甲烷：聚醚砜粉末：氯乙酰氯：无水三氯化铝：无水乙醇：N,N-二甲基乙酰胺：二乙烯三胺：聚乙烯吡咯烷酮＝22.5：1：1：0.7：25：5：0.5：0.1；所用聚醚砜粉末的粒径为1.5μm；②制备过程：a、首先向三口圆底烧瓶中加入三氯甲烷和聚醚砜粉末，室温下磁力搅拌使其完全溶解，之后用滴管将氯乙酰氯逐滴加入到上述溶液中，再磁力搅拌10min，之后将该溶液超声震荡20min，超声水浴温度为25℃，使聚醚砜和氯乙酰氯在三氯甲烷溶剂中充分反应；然后再次进行磁力搅拌，同时将溶液升温至40℃后加入无水三氯化铝，继续磁力搅拌反应6h，在反应的整个过程中溶液需通氮气保护；待反应6h后，停止加热，待溶液温度冷却至室温，将1/3的无水乙醇倒入该三口圆底烧瓶中，此时产生大量白色固体，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌30min，之后过滤收集白色固体，并用剩余的2/3无水乙醇洗涤白色固体，以去除白色固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和无水三氯化铝；最后将洗涤干净的白色固体置于烘箱中烘干，烘干温度60℃，时间10h，烘干后的白色固体即为氯乙酰化聚醚砜；b、将干燥后的氯乙酰化聚醚砜固体和N,N-二甲基乙酰胺加入到三口圆底烧瓶中，磁力搅拌并控制溶液温度为45℃，待氯乙酰化聚醚砜充分溶解后，将二乙烯三胺逐滴加入到上述溶液中，滴加完毕后，将混合溶液温度以1℃/min的升温速率升至70℃，并且在此温度下搅拌反应4h，之后加入聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌使聚乙烯吡咯烷酮充分溶解，此时保持溶液温度不变，继续搅拌2h，即得到制备胺化聚醚砜分离膜所需铸液；c、将膜铸液倒在光滑的玻璃板上，用医用刮刀刮制成厚度为0.3mm的液态薄层，然后将带有液态薄层的玻璃板迅速浸没于冷凝浴中使其凝胶化成膜，冷凝浴溶液为去离子水，水温为35℃，待凝胶化薄膜脱离玻璃板时，即得胺化聚醚砜分离膜；最后将制备的分离膜用去离子水洗净，并置于烘箱中于80℃温度下烘干；③胺化聚醚砜分离膜的粉碎处理：将烘干后的胺化聚醚砜分离膜用粉碎机进行粉碎，得到细小颗粒碎屑，其平均尺寸为2mm；其特征在于：它还包括以下步骤：(1)载带树枝状聚酰胺-胺官能基团的聚醚砜膜碎屑的制备：①所用化学原料：化学原料为：胺化聚醚砜分离膜碎屑、甲醇、丙烯酸甲酯、乙二胺，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：3：400～600：24～45：45～90；②制备过程：a、首先将胺化聚醚砜分离膜碎屑和1/4甲醇加入到三口圆底烧瓶中，然后将其放置于冰水浴中，磁力搅拌15min，之后向该溶液中滴加1/3丙烯酸甲酯，滴加过程中仍需磁力搅拌，待滴加完毕后，移去冰水浴，将盛有胺化聚醚砜分离膜碎屑、甲醇和丙烯酸甲酯的三口圆底烧瓶放在水浴锅中，控制溶液温度为20～25℃，继续磁力搅拌溶液反应24h，整个反应过程在暗室中进行并需通入氮气保护，24h后将混合溶液过滤，收集膜碎屑固体，用无水乙醇和额外移取的甲醇将膜碎屑各清洗一遍，去除膜碎屑上残留的丙烯酸甲酯，此时得到的膜碎屑固体为制备一代载带树枝状聚酰胺-胺官能基团的聚醚砜膜碎屑的前驱体，记作0.5代聚醚砜膜碎屑；b、将0.5代聚醚砜膜碎屑和1/4甲醇加入到三口圆底烧瓶中，然后将其置于冰水浴中，在暗室中磁力搅拌15min，之后向该溶液中滴加1/3乙二胺并继续磁力搅拌，待乙二胺滴加完毕后，移去冰水浴，将盛有0.5代聚醚砜膜碎屑、甲醇和乙二胺的三口圆底烧瓶放在水浴锅中，控制溶液温度为20～25℃，继续磁力搅拌溶液反应24h，整个反应过程需通入氮气保护，反应结束后，将混合溶液过滤，收集膜碎屑固体，用无水乙醇和额外移取甲醇将膜碎屑各清洗一遍，去除膜碎屑上残留的乙二胺，此时得到的膜碎屑即为一代载带树枝状聚酰胺-胺官能基团的聚醚砜膜碎屑，记作一代聚醚砜膜碎屑；c、在冰水浴中将一代聚醚砜膜碎屑和1/4甲醇加入到三口圆底烧瓶中，磁力搅拌15min之后向该溶液中滴加2/3丙烯酸甲酯，滴加过程中仍需磁力搅拌，待滴加完毕后，移出冰水浴...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋来洲，刘培，王秀丽，吉敏，王进博，高佳丽，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13