纳滤膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种纳滤膜及其制备方法和应用。本发明专利技术纳滤膜的制备方法，包括如下步骤，将聚砜类高聚物、瓜尔胶、可溶性钙盐和第一有机溶剂混合，形成铸膜液；将碱金属碳酸盐、含羟基的聚合物和水混合，形成凝胶浴；将铸膜液置于基体表面，形成预制膜，然后将预制膜置于凝胶浴中，反应结束后得到纳滤膜。该制备方法形成的纳滤膜应用于染料废水处理时，具有高的水通量和染料截留率，同时对无机盐具有高的透过性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
纳滤膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，特别是涉及一种纳滤膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，市场的成品纳滤膜基本为基于界面聚合法制备的表面具有荷负电的聚酰胺膜，然而聚酰胺膜在处理染料废水时，很难达到在保持高的水通量和无机盐透过率的同时，对染料有优异的截留率，且生产成本高，生产工艺复杂。虽然相转化法能够降低生产成本，简化生产工艺，但是，采用相转化法制备的纳滤膜，纳滤膜内部孔隙过大，不能有效截留染料分子。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种纳滤膜及其制备方法和应用；该制备方法得到的纳滤膜用于处理染料废水时，在保持高的水通量和无机盐透过率的同时，对染料有优异的截留率。
[0004]本专利技术提供了一种纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：
[0005]将聚砜类高聚物、瓜尔胶、可溶性钙盐和第一有机溶剂混合，形成铸膜液；
[0006]将碱金属碳酸盐、含羟基的聚合物和水混合，形成凝胶浴；
[0007]将所述铸膜液置于基体表面，形成预制膜，然后将所述预制膜置于所述凝胶浴中，反应结束后得到纳滤膜。
[0008]在一实施方式中，所述瓜尔胶在所述铸膜液中的质量分数为0.05％
‑
0.15％。
[0009]在一实施方式中，所述含羟基的聚合物与所述瓜尔胶的质量比为5:1
‑
20:1。
[0010]在一实施方式中，所述可溶性钙盐在所述铸膜液中的质量分数为0.5％
>‑
1.5％。
[0011]在一实施方式中，所述碱金属碳酸盐与所述可溶性钙盐的质量比为3:1
‑
8:1。
[0012]在一实施方式中，所述可溶性钙盐选自氯化钙；
[0013]及/或，所述碱金属碳酸盐选自碳酸钠；
[0014]及/或，所述含羟基的聚合物选自聚乙烯醇。
[0015]在一实施方式中，所述聚砜类高聚物为聚砜和磺化聚醚砜的混合物，所述聚砜和所述磺化聚醚砜的质量比为3:1
‑
5:1。
[0016]在一实施方式中，所述凝胶浴中还包括有第二有机溶剂。
[0017]一种由如上述的纳滤膜的制备方法得到的纳滤膜。
[0018]一种如上述的纳滤膜在染料废水处理中的应用。
[0019]本专利技术纳滤膜的制备方法中，将预制膜置于凝胶浴中时，凝胶浴中的含羟基的聚合物能够与预制膜中的瓜尔胶发生交联反应，从而在预制膜内部形成三维网状结构，同时，凝胶浴中的碱金属碳酸盐能够与预制膜中的可溶性钙盐反应生成纳米粒子沉淀，并随着三维网状结构的形成分散嵌在三维网状结构中，从而在三维网状结构与纳米粒子间形成间隙，同时生成的纳米粒子具有高的亲水性，因此可以增加纳滤膜的水通量。从而，将本专利技术
制备方法得到的纳滤膜用于处理染料废水时，在保持高的水通量和无机盐透过率的同时，对染料有优异的截留率。
附图说明
[0020]图1为实施例1中获得的纳滤膜对染料废水的过滤效果图。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]需要说明的是，本专利技术实施例所涉及的术语“第一”、“第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，“第一”、“第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。可以理解地，“第一”、“第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
[0024]本专利技术提供的纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
[0025]S10，将聚砜类高聚物、瓜尔胶、可溶性钙盐和第一有机溶剂混合，形成铸膜液；
[0026]S20，将碱金属碳酸盐、含羟基的聚合物和水混合，形成凝胶浴；
[0027]S30，将所述铸膜液置于基体表面，形成预制膜，然后将所述预制膜置于所述凝胶浴中，反应结束后得到纳滤膜。
[0028]本专利技术对聚砜类高聚物的选择不作限制，可以选择聚砜、磺化聚醚砜、聚醚砜或磺化聚砜等。由于聚砜为一种分子主链中含有砜基和亚芳基的热塑性树脂，其价廉易得，制膜简单，机械强度好，抗压密性能好，化学性能稳定，无毒，能抗生物降解，但其亲水性不高，而磺化聚醚砜的亲水性好，因此，步骤S10中，聚砜类高聚物优选为聚砜和磺化聚醚砜混合物，从而可以制备出兼职优异刚性、韧性以及亲水性等性能的纳滤膜。
[0029]进一步的，为了更好的形成性能优异的纳滤膜，在一实施方式中，聚砜和磺化聚醚砜的质量比为3:1
‑
5:1，磺化聚醚砜的磺化度为30％
‑
40％。
[0030]本专利技术对可溶性钙盐的选择不作限制，可以选择氯化钙、碳酸氢钙等，优选自氯化钙，第一有机溶剂的选择不作限制，优选自N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的至少一种。
[0031]在一实施方式中，所述瓜尔胶在所述铸膜液中的质量分数为0.05％
‑
0.15％，所述可溶性钙盐在所述铸膜液中的质量分数为0.5％
‑
1.5％。
[0032]为了使溶解过程更充分，步骤S10将聚砜类高聚物、瓜尔胶、可溶性钙盐和第一有机溶剂混合的步骤可以在加热情况下进行，加热温度为50℃
‑
90℃。
[0033]为了减少铸膜液中的气泡，以使形成的预制膜具有更好的平整度，在一实施方式中，对得到的铸膜液进行静置脱泡，静置时间大于或等于24h。
[0034]本专利技术的凝胶浴中，对碱金属碳酸盐和含羟基的聚合物的选择不作限制，碱金属碳酸盐可以选择碳酸钠、碳酸钾等，含羟基的聚合物可以选择聚乙烯醇、聚丙烯醇等，步骤S20中，碱金属碳酸盐优选自碳酸钠，含羟基的聚合物优选自聚乙烯醇。
[0035]为了更好的使含羟基的聚合物与瓜尔胶发生交联反应，在一实施方式中，凝胶浴中所述含羟基的聚合物与所述瓜尔胶的质量比为5:1
‑
20:1。
[0036]为了更好的生成纳米粒子沉淀，在一实施方式中，凝胶浴中所述碱金属碳酸盐与所述可溶性钙盐的质量比为3:1
‑
8:1。
[0037]在一实施方式中，所述凝胶浴中还包括有第二有机溶剂，第二有机溶剂虽然在纳滤膜的形成过程中不发生反应，但是可以更好的提高纳滤膜的水通量。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚砜类高聚物、瓜尔胶、可溶性钙盐和第一有机溶剂混合，形成铸膜液；将碱金属碳酸盐、含羟基的聚合物和水混合，形成凝胶浴；将所述铸膜液置于基体表面，形成预制膜，然后将所述预制膜置于所述凝胶浴中，反应结束后得到纳滤膜。2.根据权利要求1所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述瓜尔胶在所述铸膜液中的质量分数为0.05％
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0.15％。3.根据权利要求2所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述含羟基的聚合物与所述瓜尔胶的质量比为5:1
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20:1。4.根据权利要求1所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述可溶性钙盐在所述铸膜液中的质量分数为0.5％
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1.5％。5.根据权利要求4所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述碱金属碳酸盐与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文超，陈可可，谭惠芬，洪勇琦，潘巧明，陈涛，张宇，
申请(专利权)人：蓝星杭州膜工业有限公司，
类型：发明
国别省市：