【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜分离，特别涉及一种深度改性涂层及深度改性涂层复合分离膜。
技术介绍
1、水资源短缺已经严重影响了人类社会的可持续发展。基于膜法的水处理技术已被证明是一种有效的解决方案。纳滤级和反渗透级的复合分离膜是高精度水处理的核心材料，以海水淡化工程为例，基于反渗透膜的分离工艺已经成为主流技术。在过去的二十年中，应用规模迅速增长，目前占全球海水淡化产能的三分之二以上。高性能膜材料意味着选择性和渗透性的完美组合，对于减少碳足迹和可持续发展具有重要意义。
2、界面聚合法是制备复合分离膜中顶部致密分离层的经典工艺，通常是在超滤或微滤底膜上通过两种分别溶于不相溶两相的活性单体在相界面发生聚合反应。底膜作为界面聚合反应的场所，其对于胺单体的吸附能力对复合分离膜的整体性能具有重要的影响。因此，对于底膜的涂层改性技术被广泛研究和开发。常规的涂层改性仅仅是对基底表面的修饰，因而常规涂层对于底膜的胺单体吸附能力的提升作用有限。由于超滤或微滤底膜的多孔特性，因此对底膜的孔内的深度改性策略将有望大大提高底膜的胺单体吸附能力，进而显著改善复合分离膜的性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种对底膜表面和孔内的深度改性来提高底膜的胺单体吸附能力，进而显著改善复合分离膜的性能的深度改性涂层及深度改性涂层复合分离膜。
2、本专利技术的技术解决方案所述深度改性涂层，其特殊之处在于，所述深度改性涂层通过表面张力梯度驱动的马兰戈尼对流工艺制备，涂覆溶液中的溶质在表面张力梯度的驱动下
3、作为优选：所述底膜为单独的多孔聚合物膜或多孔聚合物膜与无纺布的组合，孔径为10～500nm。
4、作为优选：所述深度改性涂层的制备步骤包括：
5、(1)将底膜浸入第一种溶液中0.5～5h以彻底浸润底膜，随后将第一种溶液浸润的底膜固定在板框中；
6、(2)将第二种溶液涂覆于底膜表面持续10min～5h，以与第一种溶液发生对流置换，随后用风刀吹干膜表面；
7、(3)可选地，将交联溶液涂覆于膜表面持续1～30min以发生交联反应增强涂层稳定性，随后用去离子水充分清洗膜表面。
8、作为优选：所述第一种溶液的溶剂选用甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇的一种或多种的组合；所述第二种溶液的溶剂选用水。
9、作为优选：所述第一种溶液与所述第二种溶液所用溶质尺寸小于10nm，为有机分子或无机纳米颗粒，优选为多元醇、多元酚、多元胺、多元酸、多元磺酸和零维材料的一种或多种的组合。
10、作为优选：所述深度改性涂层根据前述任一项深度改性涂层的方法制备。
11、专利技术的另一技术解决方案所述深度改性涂层复合分离膜，其特殊之处在于，深度改性涂层复合分离膜结构包括顶部的致密超薄分离层，中部的深度改性涂层和底部的底膜。
12、作为优选：顶部的致密超薄分离层材质为聚酰胺或聚磺酰胺，厚度为10～300nm，通过界面聚合工艺制备，包括以下步骤：
13、⑴将多元胺水溶液涂覆于具有深度改性涂层的底膜的表面1～30min，随后用风刀吹干膜表面，所述多元胺水溶液包含水相添加剂；
14、⑵将多元酰氯或多元磺酰氯的烷烃溶液涂覆于上述膜表面0.5～10min发生界面聚合反应，所述烷烃溶液包含烷烃相添加剂；
15、⑶用烷烃溶剂冲洗初生膜表面，随后转移至烘箱中进行热处理，最终得到深度改性涂层复合分离膜。
16、作为优选：制备分离层所用水相添加剂与深度改性涂层协同提高多元胺在底膜上的吸附能力，选用三乙胺、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基溴化铵、氢氧化钠、樟脑磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯的一种或多种的组合。
17、作为优选：制备分离层所用烷烃相添加剂用于加速界面聚合反应过程，选用丙酮、碳酸二甲酯、乙酸乙酯的一种或多种的组合。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果:
19、⑴本专利技术中深度改性涂层通过简单的溶剂对流过程在底膜上制备深度改性的涂层，并可以通过进一步的交联反应改善涂层的稳定性，操作简单，实用性强；
20、⑵本专利技术中深度改性涂层通过增强底膜对胺单体的吸附能力进而促进界面聚合工艺中的扩散-反应过程，最终显著提高深度改性涂层复合分离膜的脱盐性能；
21、⑶本专利技术中深度改性涂层对于多种界面聚合反应体系，即不同多元胺和不同多元酰氯或多元磺酰氯的反应均有良好的促进作用；
22、⑷本专利技术所述深度改性涂层的制备策略可以为其他领域的功能涂层的制备提供借鉴。
23、⑸本专利技术中所述界面聚合工艺可以与深度改性涂层协同增强底膜对胺单体的吸附能力，最终改善复合分离膜的性能。
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1.一种深度改性涂层，其特征在于，所述深度改性涂层通过表面张力梯度驱动的马兰戈尼对流工艺制备，涂覆溶液中的溶质在表面张力梯度的驱动下附着于底膜表面和孔内，附着于底膜表面和孔内的溶质通过交联剂进一步交联以增强涂层的稳定性。
2.根据权利要求1所述深度改性涂层，其特征在于，所述底膜为单独的多孔聚合物膜或多孔聚合物膜与无纺布的组合，孔径为10～500nm。
3.根据权利要求1所述深度改性涂层，其特征在于，所述深度改性涂层的制备步骤包括：
4.根据权利要求3所述深度改性涂层，其特征在于，所述第一种溶液的溶剂选用甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇的一种或多种的组合；所述第二种溶液的溶剂选用水。
5.根据权利要求3所述深度改性涂层，其特征在于，所述第一种溶液与所述第二种溶液所用溶质尺寸小于10nm，为有机分子或无机纳米颗粒，优选为多元醇、多元酚、多元胺、多元酸、多元磺酸和零维材料的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述深度改性涂层，其特征在于，所述深度改性涂层根据权利要求1～5任一项所述深度改性涂层的方法制备。
7.一种深度
8.根据权利要求7所述深度改性涂层复合分离膜，其特征在于，顶部的致密超薄分离层材质为聚酰胺或聚磺酰胺，厚度为10～300nm，通过界面聚合工艺制备，包括以下步骤：
9.根据权利要求7所述深度改性涂层复合分离膜，其特征在于，制备分离层所用水相添加剂与深度改性涂层协同提高多元胺在底膜上的吸附能力，选用三乙胺、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基溴化铵、氢氧化钠、樟脑磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯的一种或多种的组合。
10.根据权利要求7所述深度改性涂层复合分离膜，其特征在于，制备分离层所用烷烃相添加剂用于加速界面聚合反应过程，选用丙酮、碳酸二甲酯、乙酸乙酯的一种或多种的组合。
...【技术特征摘要】
1.一种深度改性涂层，其特征在于，所述深度改性涂层通过表面张力梯度驱动的马兰戈尼对流工艺制备，涂覆溶液中的溶质在表面张力梯度的驱动下附着于底膜表面和孔内，附着于底膜表面和孔内的溶质通过交联剂进一步交联以增强涂层的稳定性。
2.根据权利要求1所述深度改性涂层，其特征在于，所述底膜为单独的多孔聚合物膜或多孔聚合物膜与无纺布的组合，孔径为10～500nm。
3.根据权利要求1所述深度改性涂层，其特征在于，所述深度改性涂层的制备步骤包括：
4.根据权利要求3所述深度改性涂层，其特征在于，所述第一种溶液的溶剂选用甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇的一种或多种的组合；所述第二种溶液的溶剂选用水。
5.根据权利要求3所述深度改性涂层，其特征在于，所述第一种溶液与所述第二种溶液所用溶质尺寸小于10nm，为有机分子或无机纳米颗粒，优选为多元醇、多元酚、多元胺、多元酸、多元磺酸和零维材料的一种或多种的组合。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛青山，赵盛超，李鹏，彭剑权，赵思恒，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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