The invention discloses a through the construction of pure COFs middle layer to change the method, preparation of composite nanofiltration membrane mainly includes: the preparation of TpPa 1 by Schiff base condensation vacuum filtration system, build pure COFs intermediate layer in the porous membrane, and then obtained by interfacial polymerization of composite nanofiltration membrane, wherein the porous membrane for pore size of the porous polymer membrane of 0.1 M. In the invention, can be formed by the composite nanofiltration membrane to effectively control the internal pore water and piperazine molecules through interfacial polymerization and interfacial concentration in aqueous phase monomer and monomer in organic phase control steps in the polymerization reaction after the end of the drying time, vacuum filtration through the middle layer optimization COFs hydrophilic hydrophilic polyether sulfone and porosity the membrane surface, so as to realize the precise control of the interfacial polymerization process, the preparation of the polyamide separation method of thin and dense, at a low operating pressure (0.2MPa), water flux has high and maintain excellent separation performance.
【技术实现步骤摘要】
一种通过构筑纯COFs中间层改性复合纳滤膜的制备方法
本专利技术属于复合膜的制备
,尤其涉及一种通过构筑纯COFs中间层改性复合纳滤膜的制备方法。
技术介绍
纳滤是一种以压力差为驱动力的膜过程。纳滤膜作为其核心部件具有纳米级孔径,可以有效截留水体中的天然有机物,染料及高价盐离子。且其操作压力较低,具有低能耗易于规模化等优点,已被广泛应用于污水处理,海水/苦咸水淡化等领域界面聚合是目前最常用、最有效的制备商用纳滤膜的方法,具有操作简便、易于工业化的优点。界面聚合反应是通过水相活性单体向有机相中扩散,并在有机相侧接触酰氯发生聚合反应,从而在基膜上形成一层超薄致密分离层。界面聚合反应速度快,水相活性单体向有机相的扩散过程对分离层的影响很大,属于扩散控制反应,所生成的分离层将决定纳滤膜的分离性能和渗透性能。当前采用界面聚合法制备的分离层主要为聚酰胺层,常用的水相单体为脂肪族/芳香族二胺,例如哌嗪(PIP)、间苯二胺(MPD)、对苯二胺(PPD),有机相单体为酰氯,例如均苯三甲酰氯(TMC)、间苯二甲酰氯(IPC)。其中PIP和TMC是制备商业化聚酰胺复合膜中最常使用的两种单体。界面聚合反应受多个因素影响,包括两相单体的种类,浓度,反应时间,热处理的温度与时间,添加剂的种类等,已经得到了广泛研究。(1)单体种类:为了提高纳滤膜的渗透性能,研究者制备了一系列具有亲水官能团的新型功能单体。(2)单体浓度:随着单体的浓度的增大,所形成的分离层交联度升高,复合膜的通量降低,截留性能越好。(3)反应时间:在一定时间内,分离层厚度和致密性随反应时间的延长而增大,相应的通量 ...
【技术保护点】
一种通过构筑纯COFs中间层改性复合纳滤膜的制备方法,其特征在于,通过在多孔基膜上构筑纯COFs中间层,然后通过界面聚合而得;其中,所述的多孔基膜为孔径范围为0.1μm的高分子多孔膜;所述COFs为TpPa‑1;界面聚合的水相单体是哌嗪、间苯二胺和对苯二胺中的一种,界面聚合的有机相单体是均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯中的一种;界面聚合的有机相溶剂是正己烷或是正庚烷。
【技术特征摘要】
1.一种通过构筑纯COFs中间层改性复合纳滤膜的制备方法,其特征在于,通过在多孔基膜上构筑纯COFs中间层,然后通过界面聚合而得;其中,所述的多孔基膜为孔径范围为0.1μm的高分子多孔膜;所述COFs为TpPa-1;界面聚合的水相单体是哌嗪、间苯二胺和对苯二胺中的一种,界面聚合的有机相单体是均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯中的一种;界面聚合的有机相溶剂是正己烷或是正庚烷。2.根据权利要求1所述通过构筑纯COFs中间层改性复合纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤是:将沉积有TpPa-1的高分子多孔膜在空气中晾干25~35min,得到纯TpPa-1中间层改性高分子多孔基膜;然后,将该高分子多孔基膜浸泡在质量分数为0.1~1%的水相单体水溶液中5min~15min取出,空气中晾干25~35min;最后,将该高分子多孔膜浸泡在质量分数为0.1~1%的有机相单体的有机相溶剂溶液中1min~2.5min,取出后在50~80℃中烘干处理30~50min,得到构筑纯COFs中间层改性的复合纳滤膜。3.根据权利要求2所述通过构筑纯COFs中间层改性复合纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述高分子多孔基膜为聚醚砜微滤膜。4.根据权利要求3所述通过构筑纯COFs中间层改性复合纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述COFs为TpPa-1,所述水相单体为哌嗪,有机相单体为均苯三甲酰氯,所述有机相溶剂为正庚烷和正己烷中的一种;并包括以下步骤:步骤一、TpPa-1的制备:将0.3mmol的1,3,5-三甲酰间苯三酚、0.45mmol的对苯二胺、3mL的体积比为1:1的1,3,5-三甲基苯/二氧六环混合溶液、0.5mL浓度为3mol/L的乙酸水溶液置于耐热容器中,超声2min得到混合相悬浮液;然后进行三次的冷冻-抽真空-解冻循环操作,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴洪,姜忠义,吴梦园,苏延磊,杨昊,曹利,游昕达,何雪溢,贺明睿,刘亚楠,张润楠,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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