一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，步骤如下：（1）将聚酰胺膜利用等离子体进行处理；（2）将步骤（1）处理后的聚酰胺膜浸入羧甲基纤维素溶液中进行热处理，处理后室温晾干；（3）将步骤（2）晾干后的聚酰胺膜置于改性溶液中进行改性处理，得到复合疏松纳滤膜。本发明专利技术利用等离子体对聚酰胺膜进行预处理，等离子体能够对聚酰胺进行表面预处理，之后通过改性处理，增加膜的稳定性，提高通透率。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜及其制备方法
本专利技术涉及纳滤膜制备领域，具体涉及一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法。
技术介绍
纳滤是20世纪80年代后期发展起来的一种新型膜分离技术，其截留相对分子量在200~2000之间，膜孔径约为1nm左右。其分离过程是在常温下进行的，不会发生相变和化学反应，因而不会破坏分离物的生物洁性，同时由于孔径筛分和电荷排斥作用，可以有效截留高价金属离子和相对分子量高于200的有机小分子。与反渗透相比，纳滤所需的操作压力低，在优质饮用水生产及食品、化工、医药、生化、环保等领域有更大的应用潜力。据中国膜工业协会预测，2015年全球膜市场需求将达到270亿美元，其中中国市场占10%以上。相对反渗透而言，纳滤具有价格低廉、应用灵活的特点，按照目前的趋势，2015年全球纳滤膜市场预计将达到4亿美元，并有望取代部分反渗透膜应用。市场需要纳滤膜产品具有可控的盐截留率。比如，在工业用水和海水淡化预处理领域，要求纳滤膜对各种盐的截留率均较高，从而减轻后续系统的负荷。从膜配方上来设计一款高脱盐率(尤其是较高的NaCl截留率)的纳滤膜固然可行，但是要花费大量的时间与财力。同时高的单价离子截留率分离膜(比如低压反渗透膜)往往导致分离层在物理结构上过于致密，严重影响其水通量。染料废水由于具有颜色浓、水体质量差、有机物结构千变万化等特点，使其成为不易净化有机废水中的一类。近年来随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，大量PVA浆料、新型助剂等难生化阵解有机物进入印染废水中，更加剧了水资源的短缺和污染。因此，有效的处理印染废水对于节约水资源和保护环境具有重要意义。膜技术是21世纪最有发展前景的污水处理技术之一，由于膜技术具有操作简单，处理效果显著、能源消耗低等特点，因此利用膜技术进行深度处理印染废水己成为近年来的研究热点之一。目前处理印染废水的纳滤膜遇热会发生收缩，使用过程中过滤性能下降，且膜的通量低、过滤精度不高。
技术实现思路
本专利技术提出了一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，以等离子体处理后的聚酰胺膜为基体，对其进行热处理和改性处理，能够增加膜的通量，保持纳滤膜的稳定性。实现本专利技术的技术方案是：一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，步骤如下：（1）将聚酰胺膜利用等离子体进行处理；（2）将步骤（1）处理后的聚酰胺膜浸入羧甲基纤维素溶液中进行热处理，处理后室温晾干；（3）将步骤（2）晾干后的聚酰胺膜置于改性溶液中进行改性处理，得到复合疏松纳滤膜。所述步骤（2）中羧甲基纤维素溶液的浓度为1-3wt%，热处理温度为40-60℃，处理时间为3-5h。所述步骤（3）中改性处理的步骤为：将聚酰胺膜置于聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的混合溶液中，水浴升温至30-40℃，加入纳米二氧化硅和交联剂进行反应，反应后烘干得到复合疏松纳滤膜。所述聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的质量比为（3-6）：1，聚乙烯醇和纳米二氧化硅的质量比为（2-4）：1，加入纳米二氧化硅进行反应1-2h。所述交联剂为六偏磷酸钠，六偏磷酸钠的质量为聚乙烯醇的5-10%。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术利用等离子体对聚酰胺膜进行预处理，等离子体能够对聚酰胺进行表面改性，同时，对聚酰胺膜内部也同步改性。实现增加聚酰胺薄膜的内外活性位点，以及活性位点之间的黏连，固结后聚酰胺的活性度增大，进而制备出多层的中空纤维膜，中空纤维膜通透性增加，多层结构能够实现定量过滤，通过改变等离子体处理的参数，进而实现定量过滤，如控制过滤精度为1μm；（2）为改善聚酰胺膜受热收缩的问题，利用羧甲基纤维的粘结性，将羧甲基纤维素粘结在聚酰胺膜表面，聚乙烯醇与对羟基苯甲醇在六偏磷酸钠交联剂的作用下发生交联反应生成三维交联的网状大分子聚合物，利用三维交联网状化合物部分羟基与羧甲基纤维素上的羟基形成氢键作用和羧甲基纤维素的粘性将三维交联网状化合物结合到聚酰胺膜表面。在聚乙烯醇与对羟基苯甲醇交联的同时，纳米二氧化硅沉积嵌入聚乙烯醇与对羟基苯甲醇交联形成的三维交联的网状大分子聚合物的网格中，二氧化硅能够阻止大分子聚合物中分子链间的相对移动，从而起到对三维交联的网状大分子聚合物的增强作用，结合三维交联网状大分子聚合物中引入了耐热性好的苯环结构，具有较好的耐热性能，三维交联网状大分子聚合物遇热不发生收缩，形成一层具有高耐热的支撑层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，步骤如下：（1）将聚酰胺膜利用等离子体进行处理；（2）将步骤（1）处理后的聚酰胺膜浸入浓度为1wt%羧甲基纤维素溶液中进行热处理，热处理温度为40℃，处理时间为3h，处理后室温晾干；（3）将步骤（2）晾干后的聚酰胺膜置于聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的混合溶液中，聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的质量比为3：1；水浴升温至30℃，加入纳米二氧化硅和六偏磷酸钠进行反应，聚乙烯醇和纳米二氧化硅的质量比为2：1，六偏磷酸钠的质量为聚乙烯醇的5%,反应1h后烘干得到复合疏松纳滤膜。实施例2一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，步骤如下：（1）将聚酰胺膜利用等离子体进行处理；（2）将步骤（1）处理后的聚酰胺膜浸入浓度为2wt%羧甲基纤维素溶液中进行热处理，热处理温度为50℃，处理时间为4h，处理后室温晾干；（3）将步骤（2）晾干后的聚酰胺膜置于聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的混合溶液中，聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的质量比为5：1；水浴升温至35℃，加入纳米二氧化硅和六偏磷酸钠进行反应，聚乙烯醇和纳米二氧化硅的质量比为3：1，六偏磷酸钠的质量为聚乙烯醇的8%,反应1.5h后烘干得到复合疏松纳滤膜。实施例3一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，步骤如下：（1）将聚酰胺膜利用等离子体进行处理；（2）将步骤（1）处理后的聚酰胺膜浸入浓度为3wt%羧甲基纤维素溶液中进行热处理，热处理温度为60℃，处理时间为5h，处理后室温晾干；（3）将步骤（2）晾干后的聚酰胺膜置于聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的混合溶液中，聚乙烯醇和对羟基苯甲醇的质量比为6：1；水浴升温至40℃，加入纳米二氧化硅和六偏磷酸钠进行反应，聚乙烯醇和纳米二氧化硅的质量比为2-4：1，六偏磷酸钠的质量为聚乙烯醇的10%,反应2h后烘干得到复合疏松纳滤膜。对比例1不对聚酰胺膜等离子体处理，直接将聚酰胺膜进入羧甲基纤维素中处理，其余步骤同实施例1。对比例2去除步骤（2）热处理步骤，只利用步骤（1）和步骤（3）对聚酰胺膜进行处理，其余步骤同实施例1。膜分离性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，其特征在于步骤如下：/n（1）将聚酰胺膜利用等离子体进行处理；/n（2）将步骤（1）处理后的聚酰胺膜浸入羧甲基纤维素溶液中进行热处理，处理后室温晾干；/n（3）将步骤（2）晾干后的聚酰胺膜置于改性溶液中进行改性处理，得到复合疏松纳滤膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，其特征在于步骤如下：
（1）将聚酰胺膜利用等离子体进行处理；
（2）将步骤（1）处理后的聚酰胺膜浸入羧甲基纤维素溶液中进行热处理，处理后室温晾干；
（3）将步骤（2）晾干后的聚酰胺膜置于改性溶液中进行改性处理，得到复合疏松纳滤膜。


2.根据权利要求1所述的聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中羧甲基纤维素溶液的浓度为1-3wt%，热处理温度为40-60℃，处理时间为3-5h。


3.根据权利要求1所述的聚酰胺高通量复合疏松纳滤膜的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭东来，王战中，张亚涛，钱恒玉，王景，张治红，李瑞，冯孝权，朱军勇，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41