【技术实现步骤摘要】
本申请涉及纳滤膜领域，更具体地说，它涉及一种耐酸抗菌高性能纳滤膜及其制备方法。
技术介绍
1、纳滤膜是一种孔径小于2nm的压力驱动分离膜，可有效地去除多价离子和有机化合物，在水处理、制药和食品工业等领域具有重要的应用前景。纳滤膜大多为复合膜，由起支撑作用的多孔基膜和起分离作用的致密的功能层构成，功能层多由多元胺和多元酰氯界面聚合反应形成的哌嗪聚酰胺构成。哌嗪聚酰胺功能层大多较薄，水通量好，并且功能层结构中存在较多的交联结构和苯环结构，具有一定的刚性，截留率较高。
2、哌嗪聚酰胺的酰胺键在酸性环境下易发生水解，导致膜性能大幅度下降，限制了纳滤膜在酸性废水分离纯化领域的应用。为了提高纳滤膜的耐酸性能，目前采用的方法主要是选取具有高耐酸聚合物，通过表面涂覆或化学交联等方式将高耐酸聚合物引入功能层结构中，提高最终形成的纳滤膜的耐酸性能。然而，表面涂覆高耐酸聚合物的方法会降低纳滤膜的截留率，并且在长期运行过程中易发生脱落，导致耐酸性能的衰减；通过交联作用引入高耐酸聚合物的方法会导致功能层致密度上升，纳滤膜的水通量下降。并且常用的高耐酸聚合物与哌嗪聚酰胺极性差别较大，相容性差，导致功能层的结构稳定性较低，影响了纳滤膜的应用寿命。
3、因此，亟需开发一种水通量和截留率均较好，耐酸性能优异的高性能纳滤膜。
技术实现思路
1、为了提高纳滤膜的耐酸性能，本申请提供一种耐酸抗菌高性能纳滤膜及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种耐酸抗菌高性能纳滤膜，采用如下的技术
3、一种耐酸抗菌高性能纳滤膜，包括基膜，以及由附着在所述基膜上的功能聚合物构成的功能层；
4、所述功能聚合物为包括x摩尔份的哌嗪聚酰胺单体聚合而成的哌嗪聚酰胺结构单元a、y摩尔份的耐酸结构单体聚合而成的耐酸结构单元b两种重复单元的共聚物；
5、所述耐酸结构单元b中含有哌嗪酰胺链段、磺酰胺链段和多个季铵盐阳离子；
6、所述哌嗪聚酰胺单体的摩尔份数与所述耐酸结构单体的摩尔份数的数量关系为：x/(x+y)＝0.25-0.80，且y/(x+y)＝0.20-0.75。
7、优选的，x/(x+y)＝0.35-0.75，y/(x+y)＝0.25-0.65。
8、通过采用上述技术方案，由于在功能层中引入了带有酰胺键和磺酰胺键的耐酸结构单元，显著提高了纳滤膜的亲水性和耐酸性能，增强了纳滤膜在酸性环境下的使用寿命和使用效果；
9、哌嗪结构单元a保留了哌嗪聚酰胺的结构优势，能够保障纳滤膜具有较高的水通量和截留率；耐酸结构单元b中磺酰胺键的引入增强了纳滤膜的耐酸性能，多个季铵盐阳离子提高了纳滤膜的荷正电性，赋予了纳滤膜较佳的抗菌性能；哌嗪结构单元a和耐酸结构单元b中均含有哌嗪酰胺结构，极性相近，相容性好，并且耐酸结构单元b与哌嗪结构单元a通过共价键相连，稳定性高，进一步提高了纳滤膜在酸性环境下的稳定性，促进了纳滤膜耐酸性能的进一步提高，有利于扩大纳滤膜在酸性废水处理领域的应用；
10、同时，通过对x、y的数值关系的调控，能够对纳滤膜的耐酸性、截留率、水通量进行有效调控，使纳滤膜具有较高的水通量和截留率，并具有较为优异的耐酸性能。
11、优选的，所述功能聚合物的结构通式选自式一、式二、式三、式四、式五、式六中的一种；
12、所述式一为：
13、
14、所述式一中，r1、r2分别选自-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2nh2、-ch(ch3)2、-c(ch3)3中的一种；
15、所述式二为：
16、
17、所述式二中，m为大于等于的任一整数；
18、所述式三为：
19、
20、所述式三中，r1和r2分别选自-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2nh2、-ch(ch3)2、-c(ch3)3中的一种；
21、所述式四为：
22、
23、所述式四中，m为大于等于2的任一整数；
24、所述式五为：
25、
26、所述式五中，r1-r8分别选自-ch3、-h、-cl、-oh、-ch2ch3、-f中的一种；
27、所述式六为：
28、
29、所述式六中，r1-r8分别选自-ch3、-h、-cl、-oh、-ch2ch3、-f中的一种。
30、通过采用上述技术方案，在纳滤膜功能层中引入具有上述结构通式的功能聚合物，使功能聚合物的耐酸结构单元b与哌嗪结构单元a均具有哌嗪酰胺结构，极性相近，有利于提高哌嗪聚酰胺结构单元a与抗菌结构单元b的相容性；并且哌嗪聚酰胺结构单元a均能够较好地保留哌嗪聚酰胺的结构优势，使纳滤膜具有较好的水通量和截留率；耐酸结构单元b的每一抗菌结构单体中均含有磺酰胺结构，耐酸性能好，有利于提高纳滤膜在酸性环境下的应用效果。
31、优选的，所述式一中，r1和r2为相同基团，且选自-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2nh2中的一种。
32、优选的，所述式二中，m选自4-8中的任一整数。
33、优选的，所述式三中，r1和r2为相同基团，且选自-ch3、-ch2ch3、-ch2ch2nh2中的一种。
34、优选的，所述式四中，m选自4-8中的任一整数。
35、优选的，所述式五中，r1-r8分别选自-ch3、-h、-cl中的一种。
36、优选的，所述式六中，r1-r8分别选自-ch3、-h、-cl中的一种。
37、第二方面，本申请提供一种耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，采用如下的技术方案：
38、一种耐酸抗菌纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：
39、耐酸结构单体的合成：通过季铵化反应合成耐酸结构单体，过滤，洗涤，干燥，得到耐酸结构单体；
40、多元酰氯油相溶液的制备：将耐酸结构单体和均苯三甲酰氯按摩尔比(0.20-0.75):(0.25-0.80)混合，得到多元酰氯，将多元酰氯溶解于溶剂中配制得到多元酰氯油相溶液，调节ph值至10-12；
41、多元胺水相溶液的制备：将多元胺溶解于水中，分别配制第一多元胺水相溶液和第二多元胺水相溶液，所述第二多元胺水相溶液中多元胺的质量分数大于第一多元胺水相溶液中多元胺的质量分数，调节ph值均为8-10；
42、纳滤膜的制备：将基膜先浸泡在第一多元胺水相溶液中，在浸泡在多元酰氯油相溶液进行界面聚合，随后继续浸泡在第二多元胺水相溶液中，通过界面聚合反应与层层自组装构建功能层；反应完成后，洗涤，得到耐酸抗菌高性能纳滤膜。
43、通过采用上述技术方案，通过界面聚合反应在纳滤膜功能层聚合物中引入耐酸结构单元，且耐酸结构单元与哌嗪聚酰胺结构单元通过共价键缩聚相连，使纳滤膜具有稳定的耐酸性能，并保留了哌嗪聚酰胺单元的结构优势，使纳滤膜仍具有较佳的水通本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐酸抗菌高性能纳滤膜，其特征在于，包括基膜，以及由附着在所述基膜上的功能聚合物构成的功能层；
2.根据权利要求1所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜，其特征在于：所述功能聚合物的结构通式选自式一、式二、式三、式四、式五、式六中的一种；
3.根据权利要求1所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜，其特征在于：所述哌嗪聚酰胺单体的摩尔份数与所述耐酸结构单体的摩尔份数的数量关系为：
4.一种如权利要求1-3任一所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述耐酸结构单体为哌嗪酰胺甲苯磺酰盐单体，所述哌嗪酰胺甲苯磺酰盐单体的合成步骤具体包括：
6.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述耐酸结构单体为酰胺甲苯磺酰盐单体，所述酰胺甲苯磺酰盐单体的合成步骤具体包括：
7.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述耐酸结构单体为哌嗪酰胺甲磺酰盐单体，所述哌嗪酰胺甲磺酰盐单体的合成步骤具体包括：p>
8.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述耐酸结构单体为酰胺甲磺酰盐单体，所述酰胺甲磺酰盐单体的合成步骤具体包括：
9.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述耐酸结构单体为联吡啶甲磺酰盐单体，所述联吡啶甲磺酰盐单体的合成步骤具体包括：
10.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述耐酸结构单体为联吡啶甲苯磺酰盐单体，所述联吡啶甲苯磺酰盐单体的合成步骤具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种耐酸抗菌高性能纳滤膜，其特征在于，包括基膜，以及由附着在所述基膜上的功能聚合物构成的功能层；
2.根据权利要求1所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜，其特征在于：所述功能聚合物的结构通式选自式一、式二、式三、式四、式五、式六中的一种；
3.根据权利要求1所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜，其特征在于：所述哌嗪聚酰胺单体的摩尔份数与所述耐酸结构单体的摩尔份数的数量关系为：
4.一种如权利要求1-3任一所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述耐酸结构单体为哌嗪酰胺甲苯磺酰盐单体，所述哌嗪酰胺甲苯磺酰盐单体的合成步骤具体包括：
6.根据权利要求4所述的耐酸抗菌高性能纳滤膜的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成永，刘佳佳，杨国勇，
申请(专利权)人：嘉兴瑞欧纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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