一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法。先利用聚乙烯亚胺、含氟酸类物质、丙烯酸羟乙酯、2

【技术实现步骤摘要】
一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法


[0001]本专利技术涉及一种复合膜的制备方法，具体涉及一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法。

技术介绍

[0002]随着人类社会的不断发展，水资源污染以及缺水问题日益严重。膜分离技术兼具分离效率、环保、价格低廉、操作简单等优点，在水处理领域获得了广泛应用。利用筛分效应和荷电效应等作用原理，纳滤膜对二价、多价离子和相对分子质量在100以上的有机物分子具有较高的截留率，已广泛应用于硬水软化、中水回用及海水淡化等水处理领域。纳滤膜在使用过程中，污水中存在大量有机、无机以及生物污染物，其很容易沉积在纳滤膜的表面造成膜孔堵塞，从而降低膜的分离效率，降低膜的使用寿命，提高运行成本，即面临膜污染现象。膜污染难以避免。通过对纳滤膜进行表面改性可以有效降低纳滤膜的污染，提高纳滤膜的抗污染性能。
[0003]现有提高抗污染性能的方式基本都是通过引入亲水性良好的成分，通过提高膜的亲水性能，从而赋予膜材料亲水抗污性能。专利CN 109603590 A通过将荷电改性剂添加到聚偏氟乙烯铸膜液中，利用相转化法制备高通量抗污染型共混纳米改性膜，改变膜表面的亲水性能以及表面电荷，有效提高抗污染性能。专利CN 108126530 A，将多元胺水相溶液和与芳香多元酰氯有机相溶液在聚砜支撑膜表面上界面聚合反应形成芳香聚酰胺层，将抗污染涂层液涂覆在芳香聚酰胺层上，热处理后形成抗污染涂层，制备的反渗透膜表面均匀光滑，提高了膜的抗污染性能以及使用寿命。专利CN102294177B通过引入磺酸甜菜碱性两性离子，利用两性离子的亲水性，从而提高了反渗透复合膜的抗污染性能。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法。
[0005]本专利技术首先合成两性复合物，以此制备复合纳滤膜，在构筑水化层的同时，有效驱除沉积在膜表面的污染物，从而有效提高复合纳滤膜的抗污染性能。
[0006]本专利技术采用的技术方案的步骤如下：
[0007](1)两性复合物的制备：
[0008]依次利用聚乙烯亚胺、含氟酸类物质、丙烯酸羟乙酯、2
‑
溴
‑2‑
甲基丙酰溴、胺化合物、磺基甜菜碱类物质等制备两性复合物；
[0009](2)活化和水相浸渍：
[0010]用两性复合物的水溶液对聚四氟乙烯膜处理获得第一中间膜；
[0011](3)油相浸渍：
[0012]对第一中间膜用酰氯类单体的有机溶剂溶液处理获得第二中间膜；
[0013](4)后处理：
[0014]对第二中间膜冲洗、干燥获得提高抗污染性能后的复合纳滤膜。
[0015]所述步骤(1)具体为：
[0016](1.1)将聚乙烯亚胺和含氟酸类物质按照质量比5:1～1:1溶解在去离子水中，在10℃～60℃反应0.5h～12h，生成胺化合物；
[0017](1.2)将丙烯酸羟乙酯和2
‑
溴
‑2‑
甲基丙酰溴以体积比1:1溶解于任意比例的四氢呋喃水溶液中，在10℃～60℃反应12h～48h，过滤，用去离子水清洗、干燥得到中间物1；
[0018](1.3)将胺化合物和中间物1按照质量比5:1～1:1溶解在任意比例的甲醇水溶液中，在10℃～60℃反应12h～48h，过滤，用去离子水清洗、干燥得到中间物2；
[0019](1.4)将中间物2、磺基甜菜碱类物质和催化剂溶解在任意比例的甲醇水溶液中，在10℃～60℃反应12h～48h，经甲醇沉淀、过滤、清洗、干燥得到两性复合物。
[0020]所述(1.4)中，中间物2和磺基甜菜碱类物质的质量比为5:1～1:1，催化剂占中间物2和磺基甜菜碱类物质的总质量的0.5％～2.0％。
[0021]所述步骤(2)具体为：将疏水性的聚四氟乙烯膜先浸没于质量浓度为0.1％～5.0％的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，停留10min～12h，后取出晾干；
[0022]然后将晾干后的聚四氟乙烯膜浸没于质量浓度为0.1％～5.0％的两性复合物的水溶液中，停留30s～30min，后取出晾干得到第一中间膜。
[0023]所述步骤(3)具体为：将所述的第一中间膜浸没于含质量浓度为0.1％～5.0％的酰氯类单体的有机溶剂溶液中，停留30s～30min，后取出晾干，得到第二中间膜。
[0024]所述步骤(4)具体为：用去离子水冲洗所述的第二中间膜，放入30～100℃的干燥箱一段时间，停留1min～20min，取出得到提高抗污染性能后的复合纳滤膜。
[0025]所述的含氟酸类物质为二氟丁酸、三氟丁酸、七氟丁酸、七氟己酸、全氟辛二酸、全氟癸二酸、全氟十二烷酸、全氟十三烷酸、2,2
‑
二氟戊二酸、氨基氟丁酸、4
‑
(4
‑
氟苯基)丁酸中的任意一种或以任意比例的两者混合物。
[0026]所述的磺基甜菜碱类物质为甲基丙烯酸酯磺基甜菜碱、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、十二烷基乙氧基磺基甜菜碱、十八烷基乙氧基磺基甜菜碱、十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱、十八烷基二甲基磺丙基甜菜碱中的任意一种或以任意比例的两者混合物。
[0027]所述的催化剂为溴化亚铜、碘化亚铜、氯化亚铁、氯化亚铜、溴化亚铁，碘化亚铁中的任意一种。
[0028]所述的酰氯类单体为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯和邻苯二甲酰氯中的任意一种或以任意比例的两者混合物。
[0029]所述的有机溶剂为正己烷、环己烷、甲苯、正辛烷、异辛烷和正庚烷中的任意一种。
[0030]本专利技术对聚四氟乙烯微孔膜的进行简单活化过程后，以此为基膜。以胺类物质和含氟酸类物质、以及磺基甜菜碱类物质为主要原料，合成两性复合物。借助两性复合物赋予膜良好的抗污染性能。
[0031]与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是：
[0032]现有专利中大多通过引入两性离子物质，比如甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱等，主要借助两性离子物质具有的优良的亲水性能，在膜表面形成水化层，从而提高亲水抗污性能。本专利技术通过合成的两性复合物中，除了含有甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱等亲水链段，可在膜表面构筑水化层，从而提高膜材料的亲水抗污性能。此外，本专利技术合成的两性复合物
中，带有含氟酸类物质疏水性链段，可以在膜表面构筑低表面能微区，从而有效降低污染物与膜表面之间的相互作用力，由此有效驱除沉积在膜表面的污染物，有效提高膜材料的抗污染性能。由此，本专利技术制备的复合纳滤膜对牛血清蛋白溶液的水通量恢复率高达97.8％，这表明该复合纳滤膜具有较好的抗污染性能。
[0033]目前市面上的膜以聚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯等材料为主。聚四氟乙烯有塑料王的美誉，在现有膜材料中强度最高且具有耐强酸强碱腐蚀、耐高温的独特性能，因此采用本专利技术的一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法，制备的抗污染复合纳滤膜，可用于强酸强碱、高温等苛刻环境废水的处理，同时具有优良的抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法，其特征在于，方法步骤如下：(1)两性复合物的制备：利用聚乙烯亚胺、含氟酸类物质、丙烯酸羟乙酯、2
‑
溴
‑2‑
甲基丙酰溴、胺化合物、磺基甜菜碱类物质等制备两性复合物；(2)活化和水相浸渍：用两性复合物的水溶液对聚四氟乙烯膜处理获得第一中间膜；(3)油相浸渍：对第一中间膜用酰氯类单体的有机溶剂溶液处理获得第二中间膜；(4)后处理：对第二中间膜冲洗、干燥获得提高抗污染性能后的复合纳滤膜。2.根据权利要求1所述的一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：(1.1)将聚乙烯亚胺和含氟酸类物质按照质量比5:1～1:1溶解在去离子水中，在10℃～60℃反应0.5h～12h，生成胺化合物；(1.2)将丙烯酸羟乙酯和2
‑
溴
‑2‑
甲基丙酰溴以体积比1:1溶解于任意比例的四氢呋喃水溶液中，在10℃～60℃反应12h～48h，过滤，用去离子水清洗、干燥得到中间物1；(1.3)将胺化合物和中间物1按照质量比5:1～1:1溶解在甲醇水溶液中，在10℃～60℃反应12h～48h，过滤，用去离子水清洗、干燥得到中间物2；(1.4)将中间物2、磺基甜菜碱类物质和催化剂溶解在任意比例的甲醇水溶液中，在10℃～60℃反应12h～48h，经甲醇沉淀、过滤、清洗、干燥得到两性复合物。3.根据权利要求2所述的一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法，其特征在于：所述(1.4)中，中间物2和磺基甜菜碱类物质的质量比为5:1～1:1，催化剂占中间物2和磺基甜菜碱类物质的总质量的0.5％～2.0％。4.根据权利要求1所述的一种提高复合纳滤膜抗污染性能的方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：将疏水性的聚四氟乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐红艳，钱光存，李愈，周铭洋，丁鸿涛，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：