【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳滤膜制作，具体涉及一种纳滤膜的制备方法和由其制备的纳滤膜。
技术介绍
1、耐碱纳滤膜通常指在10％～20wt％浓度的苛性碱液环境中具有运行稳定性和耐受性的纳滤膜，如氢氧化钠(naoh)、氢氧化钾(koh)、氢氧化锂(lioh)或ph＞12的有机或无机碱液等，主要应用于粘胶纤维、印染造纸，食品制药、乳制品生产、精密电子等生产加工过程中料液环境较为复杂和极端的行业。随着生产生活的高速发展，现在每年废碱液待处理量非常高，且年累积量也在逐年上升。然而，目前市场上商品化的耐碱纳滤膜种类较少且多为胺类单体和酰氯类单体制备而成，膜通量整体偏低，膜元件卷制完成后需要经过一段时间的特殊活化后处理以增加其通量和脱盐率，这使得组件生产周期长、生产成本增加，膜产品的规模化制备大大受限，严重制约着其在水处理领域的应用发展。
2、文献(kahp.lee,jumengzheng,niecke.benes,et al.ph stable thin filmcomposite polyamine nanofiltration membranes by interfacial polymerisation[j].journal of membrane science,478(2015)75-84.)以聚乙烯亚胺为水相单体，三聚氰氯为有机相单体，经过界面交联反应制备的耐碱纳滤膜功能层厚度为400nm，膜片对mgcl2脱除率为96％，通量仅有8gfd，其不足之处在于膜片功能层较厚且通量明显偏低，抗擦伤性不足。在此基础上，文献(yang zh
3、现有耐碱纳滤膜受限于使用条件为苛性环境，适用长期耐碱性反应单体种类较少，且制备的耐碱膜通量明显偏低，商品化主流耐碱膜通量仅有10-15gfd，满足粘胶纤维、印染造纸等行业高通量需求还存在较大差距。此外，大部分应用纳滤膜进行碱液回收处理的方法中，纳滤膜碱处理后会产生诸多问题，例如随着现场运行时间的延长，膜的孔径变大，机械强度降低，功能层脱落等缺陷，严重影响纳滤膜的使用寿命。
4、因此，制备一种具有通量高、耐碱化学稳定性好、耐擦性强等特性，且可连续性规模化生产的纳滤膜在膜材料开发上具有重要现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中耐碱纳滤膜工业化应用过程中表现出通量低、苛性环境化学稳定性差、耐擦伤性不足等技术问题，提出了一种纳滤膜的制备方法和由其制备的纳滤膜。
2、具体是通过以下技术方案来实现的：
3、一种纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)取聚合物、溶剂、成孔剂配制成高分子溶液，配制完成后真空脱泡、过滤备用；
5、(2)将步骤(1)过滤所得的高分子溶液用刮刀直接刮制在无纺布上，浸入水中沉淀出支撑层，洗去溶剂得到多孔基膜；
6、(3)将水相溶液均匀施加于多孔基膜表面，充分接触0.5～5min,通过风刀除去多孔基膜表面残留溶液，待表面风干后，均匀施加有机相溶液，充分接触0.5～5min，经纯水清洗，获得高通量耐碱纳滤膜；所述水相溶液由大分子多元胺、a类添加剂、b类添加剂、表面活性剂、缚酸剂、水组成，其中大分子多元胺单体的质量浓度为0.5～3％，a类添加剂质量浓度为0.1～1％，b类添加剂的质量浓度为0.1～1％；所述有机相溶液由氮杂多元苯环类卤代化合物、共溶剂、有机溶剂组成，其中氮杂多元苯环类卤代化合物的质量浓度为0.2～2％，共溶剂的质量浓度为1～10％；
7、(4)将高通量耐碱纳滤膜经醛类水溶液后处理30～300s，油保孔，80～90℃鼓风风干，表面生成交联结构，经甘油后沥干，即得高通量耐擦伤耐碱纳滤膜。
8、在步骤(1)中，所述聚合物为聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚醚醚酮中的任意一种或两种及以上的组合；所述聚合物的分子量10000～100000；所述溶剂为n,n’-二甲基甲酰胺、n,n’-二甲基已酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种及以上的组合；所述成孔剂使用高分子成孔剂或小分子成孔剂；所述高分子成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙烯醇中的任意一种或两种及以上的组合；所述小分子成孔剂为乙醇、纳米二氧化硅、1,4-丁二醇、纳米氧化铝、纳米石墨烯、纳米二氧化钛、碳纳米管、纳米氧化钙中的任意一种或两种及以上的组合；所述高分子溶液中聚合物的质量浓度为16～21％，成孔剂的质量浓度为1～6％。
9、所述水相大分子多元胺单体为聚乙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚多巴胺、星型结构胺、杂臂结构胺中的任意一种或两种及以上的组合。
10、所述聚乙烯亚胺的分子量为600～6000da；所述聚酰胺-胺的分子量为1000～10000da；所述聚多巴胺的分子量为500～5000da；所述星型结构胺为四臂聚乙烯醇-胺、六臂聚乙烯醇-胺、八臂聚乙烯醇-胺、四臂聚酰亚胺-胺、六臂聚酰亚胺-胺中的任意一种或两种以上的组合；所述杂臂结构胺为四杂臂偶氮聚乙二胺三嗪-聚酰胺-胺、四杂臂偶氮聚乙二胺三嗪-缩水甘油醚、六杂臂乙二胺核聚多巴胺-聚乙烯亚胺、八杂臂乙二胺核聚甲基丙烯酰亚胺-聚乙烯胺中的任意一种或两种及以上的组合。
11、所述a类添加剂为碳原子数为2-10的脂肪醇，或其同系物，或其衍生物；进一步地，所述a类添加剂为二甲基亚砜、氮甲基吡咯烷酮、叔丁醇、乙二醇、戊二醇、山梨醇、丁二醇中的任意一种或两种及以上的组合；所述b类添加剂为联苯胺；进一步地，所述b类添加剂为3,3’-二氯联苯胺、2,2’5,5’-四氯联苯胺、3,3’-二甲氧基联苯胺、3,3’-二羟基联苯胺、3,3’5,5’-四甲基联苯胺3,3’-二硝基联苯胺、m,m’-二甲基联苯胺、5-氯-2-硝基联苯胺中的任意一种或两种及以上的组合。
12、所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠；在水相溶液中表面活性剂的质量浓度为0.03～0.05％。
13、所述缚酸剂为氢氧化钠；在水相溶液中缚酸剂的质量浓度为0.02～0.03％。
14、所述氮杂多元苯环类卤代化合物为碳原子数为6-30的芳香氮杂苯环卤代化合物；进一步地，所述氮杂多元苯环类卤代化合物为氮杂苯、氮杂萘、氮杂蒽、氮杂菲中的任意一种或两种及以上的组合。
15、所述氮杂苯为1,2-二氯氮杂苯、1,3-二氯氮杂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述聚合物为聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚醚醚酮中的任意一种或两种及以上的组合；所述聚合物的分子量10000～100000；所述溶剂为N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基已酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种及以上的组合；所述成孔剂使用高分子成孔剂或小分子成孔剂；所述高分子成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙烯醇中的任意一种或两种及以上的组合；所述小分子成孔剂为乙醇、纳米二氧化硅、1,4-丁二醇、纳米氧化铝、纳米石墨烯、纳米二氧化钛、碳纳米管、纳米氧化钙中的任意一种或两种及以上的组合；所述高分子溶液中聚合物的质量浓度为16～21％，成孔剂的质量浓度为1～6％。
3.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述水相溶液中大分子多元胺单体的质量浓度为0.5～3％，A类添加剂质量浓度为0.1～1％，B类添加剂的质量浓度为0.1～1％；所述水相大分子多元胺单体为聚乙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚多巴胺、星型结构胺、杂
4.如权利要求2所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺的分子量为600～6000Da；所述聚酰胺-胺的分子量为1000～10000Da；所述聚多巴胺的分子量为500～5000Da；所述星型结构胺为四臂聚乙烯醇-胺、六臂聚乙烯醇-胺、八臂聚乙烯醇-胺、四臂聚酰亚胺-胺、六臂聚酰亚胺-胺中的任意一种或两种以上的组合；所述杂臂结构胺为四杂臂偶氮聚乙二胺三嗪-聚酰胺-胺、四杂臂偶氮聚乙二胺三嗪-缩水甘油醚、六杂臂乙二胺核聚多巴胺-聚乙烯亚胺、八杂臂乙二胺核聚甲基丙烯酰亚胺-聚乙烯胺中的任意一种或两种及以上的组合。
5.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述A类添加剂为二甲基亚砜、氮甲基吡咯烷酮、叔丁醇、乙二醇、戊二醇、山梨醇、丁二醇中的任意一种或两种及以上的组合；所述B类添加剂为3,3’-二氯联苯胺、2,2’5,5’-四氯联苯胺、3,3’-二甲氧基联苯胺、3,3’-二羟基联苯胺、3,3’5,5’-四甲基联苯胺3,3’-二硝基联苯胺、m,m’-二甲基联苯胺、5-氯-2-硝基联苯胺中的任意一种或两种及以上的组合。
6.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述有机相溶液中氮杂多元苯环类卤代化合物的质量浓度为0.2～2％，共溶剂的质量浓度为1～10％；所述氮杂多元苯环类卤代化合物为碳原子数为6～30的芳香氮杂苯环卤代化合物。
7.如权利要求1或6所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述氮杂多元苯环类卤代化合物为氮杂苯、氮杂萘、氮杂蒽、氮杂菲中的任意一种或两种及以上的组合。
8.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述共溶剂质量浓度为1～10％。
9.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述醛类水溶液为分子链含有碳原子数为2-20的脂肪族二醛或芳香族二醛；所述醛类水溶液的质量浓度为0.5～5％。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法制得的纳滤膜。
...【技术特征摘要】
1.一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述聚合物为聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚醚醚酮中的任意一种或两种及以上的组合；所述聚合物的分子量10000～100000；所述溶剂为n,n’-二甲基甲酰胺、n,n’-二甲基已酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的任意一种或两种及以上的组合；所述成孔剂使用高分子成孔剂或小分子成孔剂；所述高分子成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙烯醇中的任意一种或两种及以上的组合；所述小分子成孔剂为乙醇、纳米二氧化硅、1,4-丁二醇、纳米氧化铝、纳米石墨烯、纳米二氧化钛、碳纳米管、纳米氧化钙中的任意一种或两种及以上的组合；所述高分子溶液中聚合物的质量浓度为16～21％，成孔剂的质量浓度为1～6％。
3.如权利要求1所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述水相溶液中大分子多元胺单体的质量浓度为0.5～3％，a类添加剂质量浓度为0.1～1％，b类添加剂的质量浓度为0.1～1％；所述水相大分子多元胺单体为聚乙烯亚胺、聚酰胺-胺、聚多巴胺、星型结构胺、杂臂结构胺中的任意一种或两种及以上的组合。
4.如权利要求2所述一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺的分子量为600～6000da；所述聚酰胺-胺的分子量为1000～10000da；所述聚多巴胺的分子量为500～5000da；所述星型结构胺为四臂聚乙烯醇-胺、六臂聚乙烯醇-胺、八臂聚乙烯醇-胺、四臂聚酰亚胺-胺、六臂聚酰亚胺-胺中的任意一种或两种以上的组合；所述杂...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兵辉，梁松苗，胡利杰，张佳佳，
申请(专利权)人：沃顿科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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