一种荷正电纳滤膜及其制备方法技术

一种荷正电纳滤膜及其制备方法，属于纳滤膜技术领域，克服了现有技术中纳滤膜对金属阳离子的分离性能较差的缺陷

【技术实现步骤摘要】
一种荷正电纳滤膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳滤膜
，具体涉及一种荷正电纳滤膜及其制备方法
。

技术介绍

[0002]纳滤是
20
世纪
80
年代后期发展起来的一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术
。
纳滤膜孔径在
0.5
～
2nm
左右，可以实现一价
、
二价金属离子的高效分离，同时对分子量在
100
～
2000Da
之间的小分子具有良好的脱除效果
。
基于其独特的分离性能及绿色环保等特点，纳滤膜在化工分离
、
废水处理
、
金属回收等领域得到了广泛的应用
。
[0003]目前，商品化纳滤膜及研究中的纳滤膜多数为荷负电膜，根据
Donnan
效应，荷负电纳滤膜对多价阴离子具有较好的截留效果，而对阳离子的截留性能不尽人意
。
锂电池回收体系中的浸出液中金属离子种类多
、
浓度大，现有的常规纳滤膜难以实现对金属离子的高效分离，这导致纳滤膜在锂电池回收体系中的应用受到一定局限性
。
在高价金属离子回收领域，荷正电纳滤膜的效率更高，因此开发新型荷正电纳滤膜是十分必要的
。
[0004]现有技术利用溶胀溶剂和含胺溶质对纳滤膜进行处理，制备的复合纳滤膜接近荷电中性，以实现对小分子有机物的分离
。
然而该方法只是降低了纳滤膜的荷负电性，并不能使纳滤膜表面达到荷正电效果，会导致制备的膜在分离金属阳离子体系中性能较差
。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中纳滤膜对金属阳离子的分离性能较差的缺陷，从而提供一种荷正电纳滤膜及其制备方法
。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案
。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种荷正电纳滤膜的制备方法，包括：在富胺基纳滤膜表面涂覆交联剂，交联，制得荷正电纳滤膜
。
具体的，在富胺基纳滤膜远离基膜一侧的表面涂覆交联剂
。
[0008]进一步的，所述交联剂为两端均具有
NHS
酯基的化合物；优选地，所述两端均具有
NHS
酯基的化合物包括双琥珀酰亚胺辛二酸酯
、
双琥珀酰亚胺戊二酸酯
、
双琥珀酰亚胺丙二酸酯中的一种或多种
。
[0009]进一步的，所述交联剂以溶液的方式涂覆至富胺基纳滤膜表面；
[0010]优选的，所述溶液中交联剂浓度为1～
5g/L
；
[0011]优选的，所述溶液的溶剂为水
。
[0012]进一步的，交联反应时间为
10s
～
60s。
[0013]进一步的，所述富胺基纳滤膜的制备方法包括：
[0014]步骤
1、
将基膜
、
多元胺
、
多元酰氯混合，反应制得纳滤膜；
[0015]步骤
2、
将步骤1的纳滤膜用板框固定，将溶胀剂水溶液覆盖纳滤膜表面对其进行浸泡，然后倒出多余溶胀剂水溶剂，引入富胺基单体，制得富胺基纳滤膜
。
[0016]进一步的，所述步骤1满足以下条件中的至少一项：
[0017](1)
所述步骤1包括：将所述基膜浸泡在多元胺水相溶液中，静置第一段时间，静置后去除基膜表面多余溶液；再将基膜浸入多元酰氯油相溶液中，静置第二段时间后将其取出；
[0018]优选的，多元胺水相溶液的浓度为
0.1
～
4.0wt
％；
[0019]优选的，多元酰氯油相溶液的溶剂为有机溶剂，可选为异构烷烃
、
正己烷
、
环己烷
、
正庚烷
、
正十二烷中的至少一种；
[0020]优选的，多元酰氯油相溶液的浓度为
0.1
～
1wt
％；
[0021]优选的，第一段时间为2～
5min
；
[0022]优选的，第二段时间为1～
3min
；
[0023](2)
多元胺包括苯二胺
、
聚乙烯亚胺
、
乙二胺
、
哌嗪的一种或多种；
[0024](3)
所述多元酰氯包括均苯三甲酰氯
、
苯二酰氯
、
多元磺酰氯
、
环烷烃多元酰氯中的一种或多种
。
[0025]进一步的，所述步骤2满足以下条件中的至少一项：
[0026](1)
所述溶胀剂水溶液中的溶胀剂包括甲醇
、
无水乙醇
、
丙酮
、
二甲基亚砜或乙腈中的任意一种或两种以上的组合；
[0027](2)
所述溶胀剂水溶液中溶胀剂的含量为1～
10g/L
；
[0028](3)
溶胀剂水溶液对纳滤膜表面的浸泡时间为1～
5min
；
[0029](4)
引入富胺基单体包括：将富胺基单体水溶液覆盖溶胀后的纳滤膜表面对其进行浸泡；
[0030]优选的，富胺基单体包括乙二胺
(EDA)
，二乙烯三胺
(DETA)
，三亚乙基四胺
(TETA)
和四乙烯五胺
(TEPA)
中的任意一种或两种以上的组合；
[0031]优选的，富胺基单体水溶液的浓度为1～
5g/L
；
[0032]优选的，富胺基单体水溶液对溶胀后的纳滤膜表面进行浸泡的时间为1～
5min。
[0033]进一步的，所述基膜的制备方法包括：
[0034]步骤
101、
将聚合物与溶剂混合，搅拌，静置脱泡，得到铸膜液；
[0035]步骤
102、
将铸膜液涂覆在基材上，凝固得到基膜
。
[0036]进一步的，满足以下条件中的至少一项：
[0037](1)
步骤
101
在室温下配置铸膜液；
[0038](2)
搅拌时间为6～
24h
；
[0039](3)
铸膜液中，聚合物的含量为
10
～
30wt
％，余量为溶剂；
[0040](4)
铸膜液的溶剂包括
N
‑
N
二甲基甲酰胺
、N
‑
N
二甲基乙酰胺
、N
‑
甲基吡咯烷酮
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括：在富胺基纳滤膜表面涂覆交联剂，交联，制得荷正电纳滤膜
。2.
根据权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂为两端均具有
NHS
酯基的化合物；优选地，所述两端均具有
NHS
酯基的化合物包括双琥珀酰亚胺辛二酸酯
、
双琥珀酰亚胺戊二酸酯
、
双琥珀酰亚胺丙二酸酯中的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述交联剂以溶液的方式涂覆至富胺基纳滤膜表面；优选的，所述溶液中交联剂浓度为1～
5g/L
；优选的，所述溶液的溶剂为水
。4.
根据权利要求1所述的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，交联反应时间为
10s
～
60s。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述富胺基纳滤膜的制备方法包括：步骤
1、
将基膜
、
多元胺
、
多元酰氯混合，反应制得纳滤膜；步骤
2、
将步骤1的纳滤膜用板框固定，将溶胀剂水溶液覆盖纳滤膜表面对其进行浸泡，然后倒出多余溶胀剂水溶剂，引入富胺基单体，制得富胺基纳滤膜
。6.
根据权利要求5所述的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1满足以下条件中的至少一项：
(1)
所述步骤1包括：将所述基膜浸泡在多元胺水相溶液中，静置第一段时间，静置后去除基膜表面多余溶液；再将基膜浸入多元酰氯油相溶液中，静置第二段时间后将其取出；优选的，多元胺水相溶液的浓度为
0.1
～
4.0wt
％；优选的，多元酰氯油相溶液的溶剂为有机溶剂，可选为异构烷烃
、
正己烷
、
环己烷
、
正庚烷
、
正十二烷中的至少一种；优选的，多元酰氯油相溶液的浓度为
0.1
～
1wt
％；优选的，第一段时间为2～
5min
；优选的，第二段时间为1～
3min
；
(2)
多元胺包括苯二胺
、
聚乙烯亚胺
、
乙二胺
、
哌嗪的一种或多种；
(3)
所述多元酰氯包括均苯三甲酰氯
、
苯二酰氯
、
多元磺酰氯
、
环烷烃多元酰氯中的一种或多种
。7.
根据权利要求5所述的荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2满足以下条件中的至少一项：
(1)
所述溶胀剂水溶液中的溶胀剂包括甲醇
、
无水乙醇
、
丙酮
、
二甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁童，杨乘宇，许卓，王志勇，
申请(专利权)人：湖南中科星城石墨有限公司，
类型：发明
国别省市：