一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法。本发明专利技术是在活化处理的聚四氟乙烯微孔膜基础上，依次进行胺类单体、酰氯类单体的浸渍后再热处理，然后接枝含胺基环状物，最后引入季氨化改性，得到一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜。本发明专利技术制备的纳滤膜在进行24000ppm

【技术实现步骤摘要】
一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及复合膜的制备方法，具体涉及一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法。

技术介绍

[0002]膜分离技术在水处理中占有重要地位。纳滤膜介于渗透和反渗透之间，有着低操作压力，高通量的显著优势，对分子量200
‑
1000Da之间的物质具有较好的截留率，已经广泛应用于饮用水软化、废水中重金属离子的去除、生物制药行业的浓缩、提纯以及浓盐水的处理等领域。在水处理的实际工程应用中，常在原料液中加入大量活性氯。哪怕经过活性炭等预处理，残余的活性氯在长期运行过程中会攻击纳滤膜表层，致使膜性能急剧下降甚至衰竭。膜的耐氯性问题成为了限制膜分离技术广泛应用的技术瓶颈之一。此外，膜的抗污染性能一直是限制其膜分离技术广泛应用的另一个技术瓶颈。
[0003]CN103331110A将聚酰胺反渗透复合膜浸泡在抗污染耐氯亲水性高分子三元共聚物溶液中的方式制备了抗污染耐氯复合膜。专利CN102284252A采用在铸膜液中添加环氧基团的粘结剂的方式提高反渗透复合膜的耐氯性能。CN104023830A采用含有环氧基封端的氟化合物的水溶液制备得到含氟化合物的聚酰胺层，得到了具有耐氯性的水处理膜。至于纳滤膜耐氯方面，专利CN105771700A和CN107754617A都采用混合二胺通过界面聚合制备了耐氯纳滤膜。

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高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案的步骤如下：
[0006](1)活化：对聚四氟乙烯微孔膜采用十二烷基苯磺酸钠水溶液进行处理得到活性基膜；
[0007](2)水相浸渍：将步骤(1)所述的活性基膜浸没于胺类单体的水溶液中停留，取出置于空气中晾干，得到第一中间膜；
[0008](3)油相浸渍：将步骤(2)所述的第一中间膜浸没于酰氯类单体的有机溶剂溶液中停留，然后置于空气中晾干，得到第二中间膜；
[0009](4)后处理：用去离子水冲洗第二中间膜然后置入干燥箱停留，取出得到第三中间膜；
[0010](5)将第三中间膜依次进行接枝改性、季氨化改性后获得所述纳滤膜。
[0011]所述的聚四氟乙烯微孔膜为聚四氟乙烯平板膜或聚四氟乙烯中空纤维膜。
[0012]所述步骤(1)具体为：将聚四氟乙烯微孔膜浸没于0.1％～4.0％质量浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，停留5min～12h再取出置于空气中晾干得到活性基膜。
[0013]所述步骤(2)具体是将活性基膜浸没于0.1％～5.0％质量浓度的胺类单体的水溶
液中停留5s～30min。
[0014]所述步骤(2)中的胺类单体为哌嗪、对苯二胺、间苯二胺、邻苯二铵、乙二胺、己二胺、三乙胺、邻苯二甲胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、甲基二乙醇胺中的任意一种或以任意比例的两者混合物。
[0015]所述步骤(3)具体是将第一中间膜浸没于0.1％～5.0％质量浓度的酰氯类单体的有机溶剂溶液中停留5s～30min。
[0016]所述步骤(3)中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。
[0017]所述步骤(3)中的有机溶剂为正己烷、甲苯、正辛烷、乙酸乙酯、异辛烷和正庚烷中的任意一种。
[0018]所述步骤(4)具体是置入30～100℃的干燥箱停留1～30min。
[0019]所述步骤(5)具体为：
[0020](5.1)接枝改性：将第三中间膜浸没于20～70℃，0.01％～5.0％质量浓度的含胺基环状物水溶液中，停留10min～3h，取出晾干，得到第四中间膜；
[0021](5.2)季氨化改性：将第四中间膜浸没于20～70℃，0.01％～5.0％质量浓度的3
‑
溴丙酸或者1,3
‑
丙磺酸内酯水溶液中，停留0.5h～12h，取出晾干，得到一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜。
[0022]所述步骤(5.1)中的含胺基环状物为三氨基嘧啶、三聚氰胺等的任意一种或任意比例的两者混合物。
[0023]与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是：
[0024]本专利技术对聚四氟乙烯基膜进行简单活化处理后，依次进行胺类单体、酰氯类单体的浸渍后再热处理，然后接枝含胺基环状物，最后引入季氨化改性，得到一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜。
[0025]本专利技术制备的纳滤膜在进行24000ppm
·
h活性氯暴露量(在2000ppm NaClO溶液中浸泡12h)后，对硫酸镁的截留率达98.0％，和暴露前相比，几乎不变。
[0026]此外，本专利技术制备的纳滤膜对牛血清蛋白的水通量恢复率达95.0％，这表明该纳滤膜具有优异的耐氯性能，同时具有较好的抗污染性能。本专利技术较好地解决了现有纳滤膜不耐活性氯腐蚀和容易污染的技术瓶颈，极大地促进了纳滤膜的广泛应用。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但是本专利技术并不仅仅限于以下实施例。
[0028]本专利技术实施例如下：
[0029]实施例1：
[0030](1)活化：将聚四氟乙烯平板膜浸没于0.1％质量浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，停留12h；取出置于空气中晾干，得到活性基膜；
[0031](2)水相浸渍：将步骤(1)所述的活性基膜浸没于5.0％质量浓度的哌嗪的水溶液中，停留30min，取出置于空气中晾干，得到第一中间膜；
[0032](3)油相浸渍：将步骤(2)所述的第一中间膜浸没于5.0％质量浓度的均苯三甲酰
氯的正己烷溶液中，停留5s，然后置于空气中晾干，得到第二中间膜；
[0033](4)后处理：用去离子水冲洗第二中间膜，然后置入100℃的干燥箱停留1min，取出得到第三中间膜；
[0034](5)接枝改性：将步骤(4)所述的第三中间膜浸没于20℃，5.0％质量浓度的三氨基嘧啶水溶液中，停留10min，取出晾干，得到第四中间膜；
[0035](6)季氨化改性：将步骤(5)所述的第四中间膜浸没于70℃，5.0％质量浓度的3
‑
溴丙酸水溶液中，停留12h，取出晾干，得到一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜。
[0036]将制得的耐氯复合纳滤膜在25℃，0.2MPa下进行错流过滤测试，对MgSO4的截留率为98.2％。然后，将其浸入2000ppm NaClO溶液中浸泡12h后取出，在25℃，0.2MPa下进行错流过滤测试，对MgSO4的截留率为98.0％。本专利技术制备的纳滤膜对牛血清蛋白的水通量恢复率为95.0％。
[0037]实施例2：
[0038](1)活化：将聚四氟乙烯中空纤维膜浸没于4.0％质量浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，停留5min；取出置于空气中晾干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：(1)活化：对聚四氟乙烯微孔膜采用十二烷基苯磺酸钠水溶液进行处理得到活性基膜；(2)水相浸渍：将步骤(1)所述的活性基膜浸没于胺类单体的水溶液中停留，取出置于空气中晾干，得到第一中间膜；(3)油相浸渍：将步骤(2)所述的第一中间膜浸没于酰氯类单体的有机溶剂溶液中停留，然后置于空气中晾干，得到第二中间膜；(4)后处理：用去离子水冲洗第二中间膜然后置入干燥箱停留，取出得到第三中间膜；(5)将第三中间膜依次进行接枝改性、季氨化改性后获得所述纳滤膜。2.根据权利要求1所述的一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：将聚四氟乙烯微孔膜浸没于0.1％～4.0％质量浓度的十二烷基苯磺酸钠水溶液中，停留5min～12h再取出置于空气中晾干得到活性基膜。3.根据权利要求1所述的一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)具体是将活性基膜浸没于0.1％～5.0％质量浓度的胺类单体的水溶液中停留5s～30min。4.根据权利要求1所述的一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的胺类单体为哌嗪、对苯二胺、间苯二胺、邻苯二铵、乙二胺、己二胺、三乙胺、邻苯二甲胺、间苯二甲胺、对苯二甲胺、甲基二乙醇胺中的任意一种或以任意比例的两者混合物。5.根据权利要求1所述的一种高耐氯性能和兼具抗污染性能的纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)具体是将第一中间膜浸没...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐红艳，李愈，李江南，朱德良，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：