【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的制备方法，该方法得到的分离膜具有优异的渗透分离性能，截留分子量较小，可用于物料分离预浓缩、饮用水净化、污水资源化、含盐水的脱盐等。
技术介绍
1、近年来，分离膜因为其绿色环保、操作压力低、可连续操作性强等特点，被广泛应用于生物、医疗、电子和食品等领域的分离过程。目前工业上常通过非溶剂诱导相转化法(nips法)制备分离膜。但通过nips法得到的分离膜，其渗透性能往往在超微滤到疏松纳滤的范围内，可以实现对蛋白质、染料等较大物质的截留，难以实现对微小物质如盐离子的有效截留。
2、为实现对盐离子等微小物质的截留，目前工业上主要通过界面聚合法在超滤基底上构建致密皮层，制备具有截盐能力的纳滤膜。但界面聚合涉及的制膜工艺较多，包括基膜的制备、水相及油相单体的涂覆、热处理等工艺，对设备要求高，维护成本高，工业成本高。为节省成本，提高制膜工艺的工业化潜力，近年来领域内不断有学者尝试将界面聚合法与nips法相结合，开发出更加简便的制膜工艺。中国专利cn112516817a公布了一种聚偏氟乙烯纳滤膜的制备方法。该方法将聚偏氟乙烯与sma，cnts等功能性单体共混配制铸膜液，固化成膜后采用pei/三乙醇胺对膜进行进一步的交联，提高膜的渗透性能。中国专利cn113477100a公布了一种海水淡化纳滤膜的制备方法。该方法通过将石墨烯壳聚糖复合纳米粒子与聚偏二氟乙烯共混，得到具有反应官能团的高亲水性基膜，而后在基膜上引入均苯三甲酰氯，提高膜的水通量和脱盐率。上述方法都通过物理共混的方式，将水相单体或
技术实现思路
1、本专利技术涉及一种高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的制备方法。该制备方法先通过交联反应在初生态的液膜表面生成薄且致密的交联皮层，然后将膜浸入到富含水的非溶剂凝固浴进行相转化成膜。该方法具有工艺简单，对设备要求低等特点，且所得膜的渗透分离性能优异。与传统的制膜方法相比，有利于制备具有较低截留分子量的纳滤膜，可用于物料分离预浓缩、饮用水净化、污水资源化、含盐水的脱盐等。
2、本专利技术提供如下的技术方案：
3、1.一种高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：
4、(a)将10～25wt.％聚砜族嵌段共聚物、1～15wt.％富含反应官能团的功能性添加剂，与0～20wt.％致孔剂共混溶解在有机溶剂中，配置成均匀的铸膜液；
5、(b)将铸膜液脱泡后，均匀涂布在多孔基体上，或是形成自支撑膜；
6、(c)经历一段时间的空气浴后，将所述带有高分子铸膜液的多孔基体或是自支撑膜浸入含有交联剂的有机溶液中发生交联反应1s-10min，在初生态的液膜表面形成薄且致密的交联皮层；
7、(d)将上述(b)所形成的交联液膜置于空气浴一段时间，然后将其浸入富含水的非溶剂凝固浴中固化成膜，经后处理后得到平板或中空纤维纳滤膜。
8、2.如权利要求1(a)所述的聚砜族嵌段共聚物是由亲水嵌段a和聚砜族高聚物嵌段b通过化学键链而形成的嵌段共聚物，亲水嵌段a包括但不限于葡聚糖、壳聚糖、环糊精、聚乙二醇、超支化聚甘油醚、聚丙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丙烯酸等高分子材料中的一种或多种，聚砜族高聚物嵌段b是聚砜、聚醚砜、聚苯砜和磺化聚砜、磺化聚醚砜中的一种或多种。
9、3.如权利要求1(a)所述的富含反应官能团的功能性添加剂包括但不限于聚乙烯醇、环糊精、单宁酸、壳聚糖、联苯酚、间苯二胺、聚乙烯亚胺、聚环氧硅烷、超支化聚缩水甘油的其中一种或多种。功能性添加剂上的反应官能团可以是胺基、羧基、酚羟基、醇羟基其中的一种或多种。
10、4.如权利要求1(a)所述的致孔剂选自但不仅限于高分子致孔剂和小分子无机盐致孔剂：高分子致孔剂包括聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇等的一种或多种。小分子无机盐致孔剂包括氯化锂、氯化钠、氯化钙、硝酸锂等无机盐的一种或多种。
11、5.如权利要求1(a)所述的有机溶剂选自但不仅限于n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、四氢呋喃、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜四甲基脲、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丙酮、磷酸三甲酯、γ-丁内酯、水、苯、1，4-二氧六环、甲醇、乙醇、三氯乙烯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇等中的一种或多种。
12、6.如权利要求1(a)所述的铸膜液的固含量为20～50wt.％，有机溶剂含量为50～80wt.％。
13、7.如权利要求1(b)所述的多孔基体可以是但不局限于高分子多孔材料，陶瓷多孔材料，金属多孔材料。
14、8.如权利要求1(c)所述交联剂选自但不局限于邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯等含有酰氯的多官能团的试剂或是戊二醛、己二醛、对苯二甲醛等含有醛基的多官能团试剂的一种或多种。如权利要求1(c)所述的有机溶液，由交联剂和有机溶剂组成。该有机溶剂要求对交联剂具备良好的溶解性，选自但不仅限于二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、环己烷、正己烷、甲醇、异丙醇、二丙醇中的一种或上述溶剂中几种的混合物。可选的，有机溶液中的溶质为均苯三甲酰氯，溶质的质量分数为0～5wt.％，更优选的，交联剂均苯三甲酰氯质量分数为0.1～0.5wt.％。可选的，有机溶剂为正己烷。
15、9.如权利要求1(d)所述的富含水的非溶剂凝固浴由水和有机试剂组成。其中水的占比为50～100wt.％，有机试剂的占比为50～100wt.％。有机试剂可以是n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜四甲基脲、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丙酮、磷酸三甲酯、γ-丁内酯、甲醇、乙醇、三氯乙烯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇等中的一种或多种。
16、10.如权利要求1所述的高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的截留分子量(mwco)范围在200～10000da，可用于物料分离预浓缩、饮用水净化、污水资源化、含盐水的脱盐等。
17、本专利技术的有益效果：
18、本专利技术提供一种高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的制备方法。该制备方法先通过交联反应在初生态的液膜表面生成薄且致密的交联皮层，然后将膜浸入到富含水的非溶剂凝固浴进行相转化成膜。该方法具有工艺简单，对设备要求低等特点，且所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：，
2.如权利要求1(a)所述的聚砜族嵌段共聚物是由亲水嵌段A和聚砜族高聚物嵌段B通过化学键链而形成的嵌段共聚物，亲水嵌段A包括但不限于葡聚糖、壳聚糖、环糊精、聚乙二醇、超支化聚甘油醚、聚丙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丙烯酸等高分子材料中的一种或多种，聚砜族高聚物嵌段B是聚砜、聚醚砜、聚苯砜和磺化聚砜、磺化聚醚砜中的一种或多种。
3.如权利要求1(a)所述的富含反应官能团的功能性添加剂包括但不限于聚乙烯醇、环糊精、单宁酸、壳聚糖、联苯酚、间苯二胺、聚乙烯亚胺、聚环氧硅烷、超支化聚缩水甘油的其中一种或多种；功能性添加剂上的反应官能团可以是胺基、羧基、酚羟基、醇羟基其中的一种或多种。
4.如权利要求1(a)所述的致孔剂选自但不仅限于高分子致孔剂和小分子无机盐致孔剂：高分子致孔剂包括聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇等的一种或多种；小分子无机盐致孔剂包括氯化锂、氯化钠、氯化钙、硝酸锂等无机盐的一种或多
5.如权利要求1(a)所述的有机溶剂选自但不仅限于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、四氢呋喃、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜四甲基脲、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丙酮、磷酸三甲酯、γ-丁内酯、水、苯、1，4-二氧六环、甲醇、乙醇、三氯乙烯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇等中的一种或多种。
6.如权利要求1(a)所述的铸膜液的固含量为20～50wt.％，有机溶剂含量为50～80wt.％。
7.如权利要求1(b)所述的多孔基体可以是但不局限于高分子多孔材料，陶瓷多孔材料，金属多孔材料。
8.如权利要求1(c)所述的交联剂选自但不局限于邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯等含有酰氯的多官能团的试剂或是戊二醛、己二醛、对苯二甲醛等含有醛基的多官能团试剂的一种或多种；如权利要求1(c)所述的有机溶液，由交联剂和有机溶剂组成；该有机溶剂要求对交联剂具备良好的溶解性，选自但不仅限于二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、环己烷、正己烷、甲醇、异丙醇、二丙醇中的一种或上述溶剂中几种的混合物；可选的，有机溶液中的溶质为均苯三甲酰氯，溶质的质量分数为0～5wt.％，更优选的，交联剂均苯三甲酰氯质量分数为0.1～0.5wt.％；可选的，有机溶剂为正己烷。
9.如权利要求1(d)所述的富含水的非溶剂凝固浴由水和有机试剂组成，其中水的占比为50～100wt.％，有机试剂的占比为50～100wt.％；有机试剂可以是N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜四甲基脲、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丙酮、磷酸三甲酯、γ-丁内酯、甲醇、乙醇、三氯乙烯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇等中的一种或多种。
10.如权利要求1所述的高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的截留分子量(MWCO)范围在200～10000Da，可用于物料分离预浓缩、饮用水净化、污水资源化、含盐水的脱盐等。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能聚砜族嵌段共聚物纳滤膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：，
2.如权利要求1(a)所述的聚砜族嵌段共聚物是由亲水嵌段a和聚砜族高聚物嵌段b通过化学键链而形成的嵌段共聚物，亲水嵌段a包括但不限于葡聚糖、壳聚糖、环糊精、聚乙二醇、超支化聚甘油醚、聚丙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丙烯酸等高分子材料中的一种或多种，聚砜族高聚物嵌段b是聚砜、聚醚砜、聚苯砜和磺化聚砜、磺化聚醚砜中的一种或多种。
3.如权利要求1(a)所述的富含反应官能团的功能性添加剂包括但不限于聚乙烯醇、环糊精、单宁酸、壳聚糖、联苯酚、间苯二胺、聚乙烯亚胺、聚环氧硅烷、超支化聚缩水甘油的其中一种或多种；功能性添加剂上的反应官能团可以是胺基、羧基、酚羟基、醇羟基其中的一种或多种。
4.如权利要求1(a)所述的致孔剂选自但不仅限于高分子致孔剂和小分子无机盐致孔剂：高分子致孔剂包括聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇等的一种或多种；小分子无机盐致孔剂包括氯化锂、氯化钠、氯化钙、硝酸锂等无机盐的一种或多种。
5.如权利要求1(a)所述的有机溶剂选自但不仅限于n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、四氢呋喃、二甲基亚砜、四甲基亚砜、环丁砜、二苯基砜四甲基脲、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丙酮、磷酸三甲酯、γ-丁内酯、水、苯、1，4-二氧六环、甲醇、乙醇、三氯乙烯、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇等中的一种或多种。
6.如权利要求1(a)所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡云霞，胡时捷，刘韬，鲍金铭，
申请(专利权)人：沧州市天津工业大学研究院，
类型：发明
国别省市：
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