一种耐污染聚醚砜超滤膜制造技术

本发明专利技术公开了一种耐污染聚醚砜超滤膜，属于超滤膜技术领域，将羧化改性聚醚砜粉末和埃络石接枝磺化改性聚醚砜粉末用二甲基亚砜溶解，磁力搅拌后得到铸膜液，过滤除杂和真空脱泡后将铸膜液倾倒在玻璃基板上并刮制成膜，将玻璃基板浸入去离子水中剥离出初生膜，将初生膜在去离子水中静置保存24h，得到耐污染聚醚砜超滤膜；羧化改性聚醚砜粉末含有较多羧基，便于通过氢键作用结合更多的水分子，增加亲水性和耐污性能；磺化改性聚醚砜粉末中的磺酸基团支链有利于增加聚合物分子链之间的相互作用，有利于增加共混制备的聚醚砜超滤膜的稳定性；埃络石接枝磺化改性聚醚砜粉末通过接枝纳米材料，有利于进一步增加聚醚砜超滤膜的亲水性和耐污染性能。性和耐污染性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐污染聚醚砜超滤膜


[0001]本专利技术属于超滤膜
，具体涉及一种耐污染聚醚砜超滤膜。

技术介绍

[0002]超滤膜是一种用于超滤过程中能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜，工业上超滤膜一般采用不对称的微孔结构，包括具有致密微孔且能够拦截大分子的功能层和具有大通孔且增加膜强度的支撑层，可用于工业废水和工艺水的深度处理，如化工、食品和医药工业中的大分子物质浓缩、纯化和分离，生物溶液的除菌，印染废水中染料的分离模式有化工废水中甘油的回收等。
[0003]超滤膜的材料通常包括醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚酰胺类和聚醚砜类等，其中聚醚砜具有优异的综合性能而得到广泛应用，但是聚醚砜超滤膜具有较强的疏水性，污染物质容易在膜表面和膜孔内被大量吸附，造成聚醚砜超滤膜的污染，导致膜分离性能显著下降，对其应用产生极大的限制。
[0004]现有技术一般通过对聚醚砜超滤膜进行表面改性来提高其亲水性，从而提升其耐污染性能，如公告号为CN110449036B的专利公开了一种抗污染超滤膜的制备方法，通过加入改性纳米氧化镧、改性纳米氧化铈这两种氧化物来超滤膜的抗污染性能和通水量，但是无机纳米材料容易增加铸膜液的粘度，通过无机材料共混制备的超滤膜很难保证其稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐污染聚醚砜超滤膜，以解决
技术介绍
中的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种耐污染聚醚砜超滤膜，通过如下步骤制备：
[0008]步骤一：将对苯二酚、2,5
‑
二羟基对苯二甲酸和4,4'
‑
二氯二苯砜加入烧瓶中，再加入二甲基亚砜、甲苯和无水碳酸钾，在氮气保护和磁力搅拌的条件下缓慢加热至150℃，保温反应4
‑
6h后升温至165
‑
170℃继续反应4
‑
6h；反应过程如下所示：
[0009][0010]步骤二：反应结束后将烧瓶中的反应液加入20
‑
30℃的去离子水中，不断搅拌使聚合产物冷却固化，过滤出固化后的聚合产物后将其用粉碎机粉碎，用沸腾的去离子水洗涤3
‑
5次，除去多余的溶剂和无机盐，再用质量分数为37％的盐酸回流酸化24h，抽滤后将滤饼用去离子水洗涤至最后一次洗涤液呈中性，然后将滤饼干燥、粉碎，得到羧化改性聚醚砜粉末；反应过程如下所示：
[0011][0012]步骤三：向烧瓶中加入3
‑
苯基溴丙烷和二氯甲烷，搅拌溶解后再向烧瓶中加入无水氯化铝，在冰浴的条件下滴入2,6
‑
二氟苯甲酰氯，在氮气的保护下搅拌反应6h；反应结束后将反应液加入质量分数为5％的盐酸溶液中进行酸洗，然后进行碱洗中和，分液萃取后旋转蒸发，干燥后获得3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)溴丙烷；反应过程如下所示：
[0013][0014]步骤四：将3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)溴丙烷、亚硫酸钠和质量分数为50％的乙醇溶液混合，回流反应24h后将反应液旋转蒸发并干燥，将干燥后的固体用去离子水溶解，在4℃的条件下冷却析出晶体，抽滤，将滤饼烘干后用无水乙醇重结晶，干燥，得到3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)丙磺酸钠；反应过程如下所示：
[0015][0016]步骤五：向烧瓶中加入对苯二酚、3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)丙磺酸钠和4,4'
‑
二氟二苯砜，再加入二甲基亚砜、甲苯和无水碳酸钾，在氮气保护和磁力搅拌的条件下缓慢加热至140℃，保温反应3
‑
4h后升温至185
‑
190℃继续反应9
‑
10h；反应过程如下所示：
[0017][0018]反应结束后将烧瓶中的反应液加入20
‑
30℃的去离子水中，不断搅拌使聚合产物冷却固化，过滤出固化后的聚合产物后将其用粉碎机粉碎，用沸腾的去离子水洗涤3
‑
5次，除去多余的溶剂和无机盐，干燥，得到磺化改性聚醚砜粉末；
[0019]步骤六：将磺化改性聚醚砜粉末和三氯氧磷加入烧瓶中回流反应8
‑
9h，然后将反应液加入4℃的去离子水中冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到磺酰氯改性聚醚砜粉末；反应过程如下所示：
[0020][0021]步骤七：将3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷和质量分数为80％的乙醇溶液混合，在室温下搅拌水解1h，然后加入埃络石纳米管超声分散30
‑
40min，在磁力搅拌的条件下回流反应24h，反应结束后抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤2
‑
3次，干燥，粉碎，得到氨基改性埃络石纳米管；
[0022]步骤八：将氨基改性埃络石纳米管和二甲基乙酰胺加入烧瓶中超声分散30
‑
40min，然后加入磺酰氯改性聚醚砜粉末和三乙胺，在氮气保护和70℃的条件下反应48h，反应结束后抽滤，将滤饼洗涤，干燥，粉碎，得到埃络石接枝磺化改性聚醚砜粉末；
[0023]步骤九：将羧化改性聚醚砜粉末和埃络石接枝磺化改性聚醚砜粉末用二甲基亚砜溶解，在70℃的条件下磁力搅拌10
‑
12h得到铸膜液，过滤除杂和真空脱泡后将铸膜液倾倒在玻璃基板上，用刮刀刮制成膜，在室温下将玻璃基板浸入去离子水中，剥离出初生膜，将初生膜在去离子水中静置保存24h，得到非对称结构的耐污染聚醚砜超滤膜。
[0024]进一步地，步骤一中对苯二酚、2,5
‑
二羟基对苯二甲酸、4,4'
‑
二氯二苯砜、二甲基亚砜、甲苯和无水碳酸钾的用量比为4.4g：31.7g：57g：310g：100mL：77g。
[0025]进一步地，步骤三中3
‑
苯基溴丙烷、二氯甲烷、无水氯化铝和2,6
‑
二氟苯甲酰氯的用量比为20g：100mL：20g：19.5g。
[0026]进一步地，步骤四中3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)溴丙烷、亚硫酸钠和乙醇溶液的用量比为33g：38g：300mL。
[0027]进一步地，步骤五中对苯二酚、3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)丙磺酸钠、4,4'
‑
二氟二苯砜、二甲基亚砜、甲苯和无水碳酸钾的用量比为9g：15g：46本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐污染聚醚砜超滤膜，其特征在于，原料包括羧化改性聚醚砜粉末和埃络石接枝磺化改性聚醚砜粉末；所述埃络石接枝磺化改性聚醚砜粉末通过如下步骤制备：步骤一：将3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷和乙醇溶液搅拌水解1h，然后加入埃络石纳米管超声分散30
‑
40min，在磁力搅拌的条件下回流反应24h，抽滤，洗涤，干燥，粉碎，得到氨基改性埃络石纳米管；步骤二：将磺化改性聚醚砜粉末、二甲基亚砜和三氯氧磷加入烧瓶中回流反应8
‑
9h，然后将反应液冷却，抽滤，洗涤，干燥，得到磺酰氯改性聚醚砜粉末；步骤三：将氨基改性埃络石纳米管和二甲基乙酰胺加入烧瓶中超声分散30
‑
40min，然后加入磺酰氯改性聚醚砜粉末和三乙胺，在氮气保护和70℃的条件下反应48h，反应结束后抽滤，将滤饼洗涤，干燥，粉碎，得到埃络石接枝磺化改性聚醚砜粉末。2.根据权利要求1所述的一种耐污染聚醚砜超滤膜，其特征在于，步骤三中所述氨基改性埃络石纳米管、二甲基乙酰胺、磺酰氯改性聚醚砜粉末和三乙胺1g：100mL：0.7g：3mL。3.根据权利要求1所述的一种耐污染聚醚砜超滤膜，其特征在于，所述磺化改性聚醚砜粉末通过如下步骤制备：步骤S1：向烧瓶中加入3
‑
苯基溴丙烷、二氯甲烷和无水氯化铝，在冰浴的条件下滴入2,6
‑
二氟苯甲酰氯，在氮气的保护下搅拌反应6h；反应结束后将反应液酸洗，碱洗，分液萃取，旋转蒸发，干燥，获得3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)溴丙烷；步骤S2：将3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)溴丙烷、亚硫酸钠和乙醇溶液混合，回流反应24h后将反应液旋转蒸发，干燥，将干燥后的固体用去离子水溶解，在4℃的条件下冷却析出晶体，抽滤，将滤饼烘干后用无水乙醇重结晶，干燥，得到3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)丙磺酸钠；步骤S3：将对苯二酚、3
‑
(4
‑
(
‑
2，6'
‑
二氟苯羰基)苯基)丙磺酸钠、4,4'
‑
二氟二苯砜、二甲基亚砜、甲苯和无水碳酸钾在氮气保护和磁力搅拌的条件下加热至140℃，保温反应3
‑
4h后升温至185
‑
190℃继续反应9
‑
10h...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家琪，陆国灵，陆阳，穆庭财，李兴来，骆琛，杨琴，
申请(专利权)人：安徽省海徽化工有限公司，
类型：发明
国别省市：