【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理膜，具体涉及一种高通量耐高压复合纳滤膜及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，膜技术在气体分离、水溶液分离、化学产品和生化产品的分离与纯化中，表现出越来越重要的作用，已广泛应用于食品、饮料加工过程、工业污水处理、大规模气体分离、湿法冶金技术等领域。纳滤膜是膜技术的重要分支，其截留分子量介于200-2000之间，表面多带电荷。在孔径筛分、道南效应等多重机制共同作用下，纳滤膜对单价和多价盐离子有选择性分离作用，对不同分子量的有机物具备不同的截留效果，已广泛应用于氯碱脱硝、盐湖提锂、市政水处理、医药活性物质浓缩纯化、海水淡化预处理等领域。
2、在纳滤膜基膜和聚酰胺截留层之间引入中间层能优化纳滤膜的水传输路径，进而提高膜的整体水渗透性。此外，中间层上的丰富活性位点也能调节界面聚合过程，进而影响聚酰胺截留层的性质。很多中间层的引入会影响聚酰胺层的稳定性或产生其他性能的损失。
3、基于目前纳滤膜中间层的研究，有必要提出一种在传统界面聚合法制备出的复合纳滤膜基础上使用中间层调控膜性能的新方法，以在保证纳滤膜分离特性的基础上，提高复合纳滤膜的通量和耐压性。
4、综上，现有纳滤膜领域亟需同时具有高水通量、高支撑层和中间层的稳定性、高耐压性的纳滤膜。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种高通量、耐高压的纳滤膜，该纳滤膜提高了膜的水通量，提高了支撑层和中间层的稳定性，提高了膜的耐压性。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术
3、一种高通量耐高压复合纳滤膜，所述纳滤膜包含聚醚砜多孔支撑层、羧基丁苯吡胶乳中间层和形成于中间层上的聚酰胺分离层。
4、本专利技术通过将羧基丁苯吡胶乳负载在聚醚砜多孔支撑层上，通过羧基丁苯吡中间层调控聚酰胺层结构，提高膜的水通量，通过中间层的羧基丁苯吡的连结，提高了支撑层和中间层的稳定性，提高了膜的耐压性。
5、本专利技术的另一目的在于提供一种制备高通量耐高压复合纳滤膜的方法。
6、一种制备上述高通量耐高压复合纳滤膜的方法，所述方法将羧基丁苯吡胶乳负载在聚醚砜多孔支撑层经热处理固化形成中间层；含有多元胺的水相与含有多元酰氯的有机相通过界面聚合反应于中间层上形成分离层。
7、本专利技术的制备方法中，羧基丁苯吡胶乳通过羧基与砜基的氢键作用及固化牢固负载在多孔支撑层的孔穴和表面，羧基丁苯吡胶乳固化连结调控纳滤膜形貌，增加聚酰胺分离层表面起伏，构筑水通道，增加聚酰胺层实际透水面积，提高膜的水通量。
8、界面聚合过程中，羧基丁苯吡的羧基使支撑层的孔穴更易吸附水相，可提高聚酰胺层与支撑层及中间层的结合力，羧基丁苯吡的吡啶基团起到缚酸剂的作用，及时与形成酰胺产生的hcl反应，加速界面聚合的自抑制，形成更薄且稳定的聚酰胺层，减少水的传递阻力，协同提高膜的水通量。负载在聚醚砜多孔支撑层上的羧基丁苯吡胶乳的连结，以及苯环和吡啶环的刚性提高了结构稳定性，支撑层和中间层的耐压性能提升，高压下通量损失少。
9、在本专利技术的一种实施方案中，所述负载的方式为：将聚醚砜多孔支撑层浸渍于羧基丁苯吡胶乳中，沥干，去除表面多余溶液；优选地，浸渍时间为10～60min。
10、在本专利技术的一种实施方案中，羧基丁苯吡胶乳的数均分子量为50000～200000。
11、在本专利技术的一种实施方案中，所述形成分离层的方式为：脂肪族多胺与水混合得到水相溶液，芳香族多元酰氯和有机溶剂混合得到油相溶液，使负载中间层的聚醚砜多孔支撑层与水相溶液接触，除去表面多余溶液，与油相溶液接触，加热固化中间层，并使分离层进一步聚合反应，制得所述纳滤膜。
12、在本专利技术的一种实施方案中，所述脂肪族多胺选自哌嗪、乙二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和氨乙基哌嗪中的一种或多种；优选地，脂肪族多胺的水相溶液的浓度为1～2.5wt％。
13、在本专利技术的一种实施方案中，芳香族多元酰氯选自均苯三甲酰氯、邻苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯中的一种或多种。
14、在本专利技术的一种实施方案中，有机溶剂选自正己烷、正庚烷、正癸烷、isoparl和isoparg异构烷烃中的一种或多种；优选地，芳香族多元酰氯油相溶液的浓度为0.1～0.25wt％。
15、在本专利技术的一种实施方案中，负载中间层的聚醚砜多孔支撑层与水相溶液接触的时间为2～10min。
16、在本专利技术的一种实施方案中，加热固化温度100～180℃，时间2～20min。
17、本专利技术的又一目的在于提供一种复合纳滤膜的用途。
18、一种复合纳滤膜的用途，所述纳滤膜为上述纳滤膜，或为上述方法制备的纳滤膜，所述纳滤膜用作高通量耐高压纳滤膜，优选用于水处理、物料分离组件中的纳滤膜。
19、本专利技术由羧基丁苯吡胶乳负载在聚醚砜多孔支撑层上形成中间层，含有多元胺的水相与含有多元酰氯的有机相通过界面聚合反应制成分离层，通过羧基丁苯吡中间层调控聚酰胺分离层结构，获得实际透水面积更大且更薄的聚酰胺层，减少渗水阻力。羧基丁苯吡进一步固化连结，苯环和吡啶环作为刚性基团进一步提高了支撑层和中间层的稳定性，使膜的耐压性进一步提高，在高压下的压力损失减小，更适合高压环境下使用。
20、与现有技术相比，本专利技术的积极效果在于：
21、(1)增加聚酰胺分离层表面起伏，构筑水通道，增加聚酰胺层实际透水面积，提高膜的水通量。
22、(2)羧基丁苯吡的吡啶基团起到缚酸剂的作用，加速界面聚合的自抑制，形成更薄且稳定的聚酰胺层，减少水的传递阻力，协同提高膜的水通量。
23、(3)羧基丁苯吡中间层苯环和吡啶环的刚性提高了结构稳定性，支撑层和中间层的耐压性能提升，高压下通量损失少。
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1.一种高通量耐高压复合纳滤膜，其特征在于，所述纳滤膜包含聚醚砜多孔支撑层、羧基丁苯吡胶乳中间层和形成于中间层上的聚酰胺分离层。
2.一种制备权利要求1所述高通量耐高压复合纳滤膜的方法，其特征在于，所述方法将羧基丁苯吡胶乳负载在聚醚砜多孔支撑层经热处理固化形成中间层；含有多元胺的水相与含有多元酰氯的有机相通过界面聚合反应于中间层上形成分离层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负载的方式为：将聚醚砜多孔支撑层浸渍于羧基丁苯吡胶乳中，沥干，去除表面多余溶液；
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述形成分离层的方式为：脂肪族多胺与水混合得到水相溶液，芳香族多元酰氯和有机溶剂混合得到油相溶液，使负载中间层的聚醚砜多孔支撑层与水相溶液接触，除去表面多余溶液，与油相溶液接触，加热固化中间层，并使分离层进一步聚合反应，制得所述纳滤膜。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述脂肪族多胺选自哌嗪、乙二胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和氨乙基哌嗪中的一种或多种；
6.一种复合纳滤膜的用途，所述纳滤膜为
...【技术特征摘要】
1.一种高通量耐高压复合纳滤膜，其特征在于，所述纳滤膜包含聚醚砜多孔支撑层、羧基丁苯吡胶乳中间层和形成于中间层上的聚酰胺分离层。
2.一种制备权利要求1所述高通量耐高压复合纳滤膜的方法，其特征在于，所述方法将羧基丁苯吡胶乳负载在聚醚砜多孔支撑层经热处理固化形成中间层；含有多元胺的水相与含有多元酰氯的有机相通过界面聚合反应于中间层上形成分离层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负载的方式为：将聚醚砜多孔支撑层浸渍于羧基丁苯吡胶乳中，沥干，去除表面多余溶液；
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述形成分离层的方式...
【专利技术属性】
技术研发人员：全晓，倪凡，赵伟国，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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