一种聚乙烯亚胺基复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯亚胺基复合膜及其制备方法，聚偏氟乙烯膜经过氨气等离子体活化改性，在聚偏氟乙烯膜的表面引入亲水性的氨基基团，再采用聚乙烯亚胺对其进行表面涂覆改性，然后通过交联剂环氧氯丙烷的作用，将聚乙烯亚胺化学接枝在膜的表面，提高了复合膜的稳定性，多次循环使用后，对废水中的污染物仍具有良好的去除效果，聚乙烯亚胺中含有大量的氨基，对重金属离子具有良好的吸附作用，本发明专利技术先将铝离子吸附在聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜的表面，然后在聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜的表面原位生长MOF颗粒，改善了MOF颗粒易团聚以及在膜中分散不均匀的问题，MOF颗粒与膜结合牢固，进一步提高了复合膜对废水中污染物的去除效果。去除效果。

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙烯亚胺基复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及膜材料
，具体涉及一种聚乙烯亚胺基复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]工业废水的水量大、水质波动明显，是难处理的污染源之一，工业废水的排放方式复杂，有间歇排放、连续排放、有规律排放和无规律排放等，同时化工废水的污染物种类繁多，浓度波动大，含难降解有机污染物，重金属含量高，可生化性差，悬浮物含量高，给污染的防治造成很大困难。
[0003]膜分离技术因具有分离效率高、设备占地面积小、能耗低、易于操作等优点，在污水处理领域的应用得到重视。聚偏氟乙烯膜因具有优异的机械强度、化学稳定性和热稳定性，已经成为一种广泛应用的膜材料，然而，因其具有很强的疏水性，膜在分离过程中水渗透通量较低，且容易被水中的污染物所污染，导致膜孔被堵塞，对膜清洗及重复利用造成不便，增加了运行和维护成本。
[0004]有机金属框架材料(Metal Organic Framework，MOF)被认为是一类吸附效果好，可去除水体污染物的一类材料，但目前合成的MOF材料往往粒径过大，不能充分发挥MOF材料的吸附效能，且不利于回收。当前负载是提高MOF稳定性的常用方法，将MOF负载于功能化基体材料中，既可发挥MOF对目标污染物的去除作用，又可提升基体材料的功能化作用，可实现MOF材料的实际应用，膜是MOF的有益载体，将MOF通过掺杂或表面负载的方式与膜结合，是当前的研究热点，目前常用的方法是直接在铸膜液中添加已经合成好的MOF纳米粒子，再相转化成膜，这种膜存在以下缺点：MOF粒子在膜中不能很好的分散，导致膜的性能不稳定，同时MOF粒子不易溶于铸膜液，导致MOF粒子和膜的结合并不牢固。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚乙烯亚胺基复合膜及其制备方法，在处理成分复杂的废水时，对废水中的污染物具有较高的去除率，重复循环利用多次后仍能保持良好的去除效果。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种聚乙烯亚胺基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将聚偏氟乙烯膜采用氨气等离子体进行表面活化处理，得到活化聚偏氟乙烯膜；
[0009](2)采用聚乙烯亚胺溶液对活化聚偏氟乙烯膜进行表面涂覆改性，重复涂覆3
‑
6次，随后烘干，然后浸入环氧氯丙烷溶液中，进行交联反应，反应结束后，经洗涤、干燥，得到聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜；
[0010](3)将聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜浸入氯化铝溶液中，浸泡3
‑
5h后取出，进行洗涤、干燥，得到负载铝离子的改性聚偏氟乙烯膜；
[0011](4)配置对苯二甲酸溶液，随后向其中加入负载铝离子的改性聚偏氟乙烯膜，进行
水热反应，待反应结束后，进行洗涤、干燥，即得到聚乙烯亚胺基复合膜。
[0012]优选的，步骤(1)中，氨气等离子体的功率为30
‑
40w，处理时间为30
‑
60min。
[0013]优选的，步骤(2)中，聚乙烯亚胺溶液的质量分数为2
‑
3％。
[0014]优选的，步骤(2)中，环氧氯丙烷溶液的质量分数为5
‑
10％。
[0015]优选的，步骤(2)中，交联反应温度为40
‑
60℃，交联反应时间为2
‑
4h。
[0016]优选的，步骤(3)中，氯化铝溶液的质量分数为3
‑
5％。
[0017]优选的，步骤(4)中，对苯二甲酸溶液的质量分数为4
‑
8％。
[0018]优选的，步骤(4)中，水热反应温度为100
‑
120℃，水热反应时间为12
‑
24h。
[0019]本专利技术提供由上述制备方法所制备得到的聚乙烯亚胺基复合膜。
[0020]本专利技术还提供上述聚乙烯亚胺基复合膜在废水处理中的应用。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022](1)本专利技术提供的聚偏氟乙烯膜经过氨气等离子体活化改性，在聚偏氟乙烯膜的表面引入亲水性的氨基基团，再采用聚乙烯亚胺对其进行表面涂覆改性，然后通过交联剂环氧氯丙烷的作用，将聚乙烯亚胺化学接枝在膜的表面，提高了复合膜的稳定性，多次循环使用后，对废水中的污染物仍具有良好的去除效果。
[0023](2)聚乙烯亚胺中含有大量的氨基，对重金属离子具有良好的吸附作用，本专利技术先将铝离子吸附在聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜的表面，然后在聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜的表面原位生长MOF颗粒，改善了MOF颗粒易团聚以及在膜中分散不均匀的问题，MOF颗粒与膜结合牢固，进一步提高了复合膜对废水中污染物的去除效果。
具体实施方式
[0024]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0025]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0026]本专利技术中所使用的聚偏氟乙烯膜购自杭州微米派科技有限公司，直径为50mm，孔径为0.45μm；
[0027]聚乙烯亚胺的型号为QL
‑
1001
‑
C
‑
4，重均分子量：10000，来自武汉市强龙化工新材料有限责任公司。
[0028]实施例1
[0029]一种聚乙烯亚胺基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
[0030](1)将1片聚偏氟乙烯膜采用氨气等离子体进行表面活化处理，氨气等离子体的功率为30w，处理时间为60min，得到活化聚偏氟乙烯膜；
[0031](2)采用2wt％的聚乙烯亚胺溶液对活化聚偏氟乙烯膜进行表面涂覆改性，重复涂覆3次，随后在80℃下烘干，然后浸入150mL，5wt％的环氧氯丙烷溶液中，在40℃下进行交联反应4h，反应结束后，经洗涤、干燥，得到聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜；
[0032](3)将聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜浸入100mL，3wt％的氯化铝溶液中，浸泡3h后取出，进行洗涤、干燥，得到负载铝离子的改性聚偏氟乙烯膜；
[0033](4)配置4wt％的对苯二甲酸溶液，溶剂选用DMF，随后向其中加入负载铝离子的改性聚偏氟乙烯膜，在100℃下进行水热反应12h，待反应结束后，进行洗涤、干燥，即得到聚乙
烯亚胺基复合膜。
[0034]实施例2
[0035]一种聚乙烯亚胺基复合膜的制备方法，包括如下步骤：
[0036](1)将1片聚偏氟乙烯膜采用氨气等离子体进行表面活化处理，氨气等离子体的功率为40w，处理时间为30min，得到活化聚偏氟乙烯膜；
[0037](2)采用3wt％的聚乙烯亚胺溶液对活化聚偏氟乙烯膜进行表面涂覆改性，重复涂覆6次，随后在80℃下烘干，然后浸入150mL，10wt％的环氧氯丙烷溶液中，在6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯亚胺基复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将聚偏氟乙烯膜片采用氨气等离子体进行表面活化处理，得到活化聚偏氟乙烯膜；(2)采用聚乙烯亚胺溶液对活化聚偏氟乙烯膜进行表面涂覆改性，重复涂覆3
‑
6次，随后烘干，然后浸入环氧氯丙烷溶液中，进行交联反应，反应结束后，经洗涤、干燥，得到聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜；(3)将聚乙烯亚胺改性聚偏氟乙烯膜浸入氯化铝溶液中，浸泡3
‑
5h后取出，进行洗涤、干燥，得到负载铝离子的改性聚偏氟乙烯膜；(4)配置对苯二甲酸溶液，随后向其中加入负载铝离子的改性聚偏氟乙烯膜，进行水热反应，待反应结束后，进行洗涤、干燥，即得到聚乙烯亚胺基复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氨气等离子体的功率为30
‑
40w，处理时间为30
‑
60min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，聚乙烯亚胺溶液的质量分数为2

【专利技术属性】
技术研发人员：施明，李雪莲，张兵，杨铧，
申请(专利权)人：武汉市强龙化工新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：