一种界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜的制备方法，其包括如下步骤：(1)配置水相单体溶液；(2)配置油相溶液；(3)配置含有2

【技术实现步骤摘要】
一种界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜的制备方法


[0001]本专利技术属于膜分离
，具体涉及一种界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜的制备方法。

技术介绍

[0002]切削液在机加工行业得到了广泛的应用。2021年我国切削液行业消费量达到46.95万吨，同比增长17.32％，稀释后产生高浓度切削液废水超过500万吨(使用时加水按1:9稀释)。切削液组分复杂，COD高，细菌严重超标，部分还含有重金属，对生态环境和水资源的保护构成了严峻的考验，属于严控的危废物质，由专门的机构(企业)进行收集、转运和处理，处理费用从3000元/吨
‑
5000元/吨不等，大的企业年处理费用甚至达上千万元，造成了沉重的经济负担。
[0003]目前，机加工行业产生的高浓度切削液废水的处理主要有物理法、化学法和生物法，都存在很大的局限性，常规的处理方法不能从根本上解决切削液废水的处理问题。因此，开发一套适合不同类型、不同规模机加工企业需求的切削液净化分离设备，对促进机加工产业发展具有重要的意义。
[0004]膜分离法是通过外力利用膜的选择透过性对废水中的油及其他有机物进行分离的过程。利用膜分离技术能够达到去除废切削液中悬浮物、矿物质油及重金属的目的，具有除油效率高、出水水质好、易操作、占地少等优点。
[0005]现有的纳滤膜大多数呈负电性或者电中性，对正电荷纳滤膜的研究甚少。但近年的研究发现，荷正电纳滤膜不仅具有良好的耐酸碱性、耐腐蚀性和亲水性，还能通过道南静电排斥和尺寸排斥效应，对废切削液中不同价态的阳离子表现出优异的排斥性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种具有较高水通量和较强的抗生物污染能力的界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜的制备方法。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)水相单体溶液的配置：取一定量哌嗪六水合物和1
‑
(3
‑
氨基丙基)咪唑溶解于去离子水中，得到水相单体溶液，其中哌嗪和1
‑
(3
‑
氨基丙基)咪唑的浓度分别为0.1
‑
0.7wt％和0.1
‑
0.3wt％；
[0010](2)油相溶液的配置：取一定量均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，得到油相溶液，其中均苯三甲酰氯浓度为0.1
‑
0.2wt％；
[0011](3)接枝液配置：将一定量2
‑
溴
‑1‑
乙基吡啶四氟硼酸盐(BEP)溶于去离子水中，加入聚乙烯亚胺，混合均匀，调节溶液pH至9
‑
12，得到接枝液，其中2
‑
溴
‑1‑
乙基吡啶四氟硼酸盐和聚乙烯亚胺的浓度分别为0.01
‑
0.02wt％和0.05
‑
0.2wt％；
[0012](4)界面聚合反应：将步骤(1)的水相溶液倾倒在聚醚砜超滤基膜表面，使基膜充
分润湿，反应一定时间后，倒掉膜表面水相溶液，去离子水冲洗后擦干，再将步骤(2)的油相溶液倾倒在膜表面，使其均匀覆盖膜表面，反应一定时间后，倾倒膜表面油相溶液并用正己烷冲洗，晾干得到原始纳滤膜；
[0013](5)聚乙酰亚胺修饰：将接枝液倒在步骤(4)制备所得原始纳滤膜上，反应一定时间后，倒去多余溶液，水洗烘干得到界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜。
[0014]作为优选，所述制备方法还包括如下步骤：
[0015]利用溶胶
‑
凝胶法制备凝胶状纳米TiO2，将其添加在油相溶液中，使得凝胶状纳米TiO2的添加浓度为2
‑
8wt％，混合均匀，所得油相溶液用于步骤(4)。
[0016]作为进一步的优选，所述的利用溶胶
‑
凝胶法制备凝胶状纳米TiO2具体按照如下步骤实施：
[0017](a)在容器A中加入正己烷A和冰醋酸，在晃动或者搅拌下缓慢滴加钛酸丁酯，得到混合液A；其中正己烷、冰醋酸、钛酸丁酯的投料体积比为10:(1
‑
3)：(5
‑
15)，更优选10:1:10；
[0018](b)在容器B中加入正己烷B和去离子水，在晃动或者搅拌下缓慢滴加浓盐酸，得到混合液B，其中正己烷、去离子水、浓盐酸的投料体积比为10:2:0.1
‑
0.5，更优选10:2:0.3；
[0019](c)使步骤(a)获得的装有混合液A的容器A在晃动或搅拌下，将混合液B以2
‑
4滴/min(优选3滴/min)的速度缓慢滴加至容器A中，使混合液A中钛酸四丁酯与混合液B中的浓盐酸的体积比为10：0.2
‑
0.4(更优选10:0.3)，然后滴加浓盐酸至混合液pH为3.5
‑
4.5(更优选pH为4)，所得混合液即为凝胶状纳米TiO2。
[0020]作为进一步的优选，使得凝胶状纳米TiO2的添加浓度为2
‑
4wt％，最优选4wt％。
[0021]作为优选，步骤(1)中哌嗪和1
‑
(3
‑
氨基丙基)咪唑的浓度分别为0.5wt％和0.2wt％。
[0022]作为优选，步骤(2)中均苯三甲酰氯浓度为0.1wt％。
[0023]作为优选，步骤(3)中，所述的聚乙烯亚胺为支化聚乙烯亚胺；更优选支化聚乙烯亚胺的分子量为13000
‑
18000。
[0024]作为优选，步骤(3)中，加入氢氧化钠调节溶液pH，更优选调节至11。
[0025]作为优选，步骤(3)中，2
‑
溴
‑1‑
乙基吡啶四氟硼酸盐和聚乙烯亚胺的浓度分别为0.01wt％和0.15wt％。
[0026]作为优选，步骤(4)中，将步骤(1)的水相溶液倾倒在聚醚砜超滤基膜表面，使基膜充分润湿，反应5min后，倒掉膜表面水相溶液，去离子水冲洗后擦干，再将步骤(3)的油相溶液倾倒在膜表面，使其均匀覆盖膜表面，反应1min后，倾倒膜表面油相溶液并用正己烷冲洗，得到原始纳滤膜。
[0027]作为优选，步骤(5)中，反应时间为8
‑
12min，最优选10min。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0029](1)本专利技术以聚醚砜超滤膜为基底、以哌嗪(PIP)和1
‑
(3
‑
氨基丙基)咪唑为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为油相溶液，通过界面聚合方法制备PA/PES复合纳滤膜，在此基础上采用2
‑
溴
‑1‑
乙基吡啶四氟硼酸盐(BEP)作为引发剂，采用表面接枝法将聚乙烯亚胺以共价键的结合形式接枝在原始PA/PES复合纳滤膜表面，聚乙烯亚胺与膜表面的羧酸基和酰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：(1)水相单体溶液的配置：取一定量哌嗪六水合物和1
‑
(3
‑
氨基丙基)咪唑溶解于去离子水中，得到水相单体溶液，其中哌嗪和1
‑
(3
‑
氨基丙基)咪唑的浓度分别为0.1
‑
0.7wt％和0.1
‑
0.3wt％；(2)油相溶液的配置：取一定量均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，得到油相溶液，其中均苯三甲酰氯浓度为0.1
‑
0.2wt％；(3)接枝液配置：将一定量2
‑
溴
‑1‑
乙基吡啶四氟硼酸盐溶于去离子水中，加入聚乙烯亚胺，混合均匀，调节溶液pH至11，得到接枝液，其中2
‑
溴
‑1‑
乙基吡啶四氟硼酸盐和聚乙烯亚胺的浓度分别为0.01
‑
0.02wt％和0.05
‑
0.2wt％；(4)界面聚合反应：将步骤(1)的水相溶液倾倒在聚醚砜超滤基膜表面，使基膜充分润湿，反应一定时间后，倒掉膜表面水相溶液，去离子水冲洗后擦干，再将步骤(2)的油相溶液倾倒在膜表面，使其均匀覆盖膜表面，反应一定时间后，倾倒膜表面油相溶液并用正己烷冲洗，晾干得到原始纳滤膜；(5)聚乙酰亚胺修饰：将接枝液倒在步骤(4)制备所得原始纳滤膜上，反应一定时间后，倒去多余溶液，水洗烘干得到界面聚合荷正电杂化复合纳滤膜。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括如下步骤：利用溶胶
‑
凝胶法制备凝胶状纳米TiO2，将其添加在油相溶液中，使得凝胶状纳米TiO2的添加浓度为2
‑
8wt％，混合均匀，所得油相溶液用于步骤(4)。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的利用溶胶
‑
凝胶法制备凝胶状纳米TiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈超奇，周凯，王连邦，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：