【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于天然高分子领域，也属化学、农业、环境工程领域，具体涉及一种通过控制干度制备疏松纳滤膜的方法，用于盐/染分离。
技术介绍
1、膜分离技术因其最小的生态足迹和对各种小分子的有效筛选，已广泛应用于无机盐和染料废水处理。受制备工艺的影响，分离膜可以根据膜的孔径大小划分为微滤、超滤、纳滤。纳滤膜的截留分子量在200~1000da之间，其孔径范围为1~10 nm，可有效应用于去除重金属、降低总溶解的固体含量及降低水体硬度等。由于纳滤膜大多表面带有电荷，因此对水中离子具有选择性截留，截留高价离子，渗透低价离子，保留了对人体有利的物质。膜的结构受制膜工艺调控，制备疏松纳滤膜的方法包括相转化法、界面聚合、涂覆交联、层层自组装等。相转化法过程中常用的方法是浸没沉淀相转化法（l-s 相转化法），该方法是制造不对称分离膜的最重要的方法。但是调控参数制备纳滤膜主要方法包括：铸造溶液中的聚合物浓度，在铸造溶液中加入挥发性溶剂，或引入额外的蒸发步骤。界面聚合（ip）是 tfcnf 目前最流行的制备方法。方法是在合适的底物上进行相界面聚合，因为该反应物在不相溶的两相界面上聚合生成膜。一般来说，在水相和有机相中使用两个或两种以上的活性单体，在两相之间的边界处产生一层薄薄的聚酰胺活性层，以提高膜对盐的截留率。涂覆交联法主要在基膜表面形成交联网状复合物，以提高基膜的过滤性能，去除对人体有害的一价和二价无机盐离子。基底层、功能层和交联剂对膜的过滤性能和通量至关重要，以制备具有良好功能交联网络的复合纳滤膜。层层自组装（lbl）是一种通用技术，能够通过各种相
2、缺点：在界面聚合反应中，由于水相单体和有机相单体之间的反应速度较快，要很好地控制 ip 过程仍面临着一个挑战。这种现象容易导致 pa 层中的非选择性大孔、聚合物密度和电荷分布不均匀，不利于溶质分离。此外，减少孔径以增加膜的选择性通常伴随着渗透性的降低。因此，选择性和渗透性之间的“权衡”已成为 nf 膜大规模应用的主要障碍。涂覆交联的膜受环境影响较为严重，交联层容易与基底脱落。层层自组装在制备膜时容易被污染，对支撑层的涂层性能要求较高，因此在纳滤复合膜制备中使用较少。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种通过控制干度的方法制备疏松纳滤膜用于盐/染分离。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种通过控制干度制备疏松纳滤膜的方法，包括以下步骤：
4、纤维素膜的结构由溶解过程、再生过程及后续干燥处理工艺条件而调控。调节工艺条件可以改变膜的结构特点及分离性能，纤维素膜水分的蒸发会导致其结构发生较大的变化。鉴此，将纤维素膜置于恒温恒湿条件下自然干燥得到不同干度的纤维素膜，以达到对染料和盐离子的截留。
5、具体包括以下步骤：
6、1、纤维素膜的制备
7、（1）将竹浆板用破碎机粉碎三分钟以备用；
8、（2）连接实验装置，调节油浴锅温度至90℃，将竹溶解浆（纤维素原料）溶于质量分数为70~90 %的nmmo溶液中，并加入2-3 wt‰（相比于竹溶解浆的绝干质量）的没食子酸正丙酯做抗氧化剂，反应温度调至110 ℃，搅拌2~3 h。
9、（3）调节温度降至90 ℃，关闭搅拌器，抽真空或者静置脱泡2-5 h，得到纤维素铸膜液。待脱泡后的纤维素铸膜液倒在无纺布上，通过涂布机将铸膜液刮制成膜，再迅速浸入去离子水中，得到再生纤维素膜。用去离子水对再生纤维素膜进行清洗，并浸泡于去离子水中以备待用。
10、2、纤维素膜的干度处理
11、将上述制备好的纤维素膜置于恒温恒湿（25℃、50%湿度）的条件下，并在此条件下通过调控干燥时长去除纤维素膜中的水分，每隔一定时间测试膜的重量直到干燥至需要的干度，即得到所述的疏松纳滤膜。实验选用5个干度进行测试，5%的干度记作m1，25%干度记作m2，50%的干度记作m3，75%的干度记作m4，95%的干度记作m5，mx为不同干度m1、m2、m3、m4、m5，m为无纺布的重量，m0为刚从水中取出的膜的质量，d为干度。实验所选择的测试变量为干度5%、25%、50%、75%、95%。
12、
13、上述纤维素原料可以是：木浆、棉浆、麻浆、竹浆、稻草浆、蔗渣浆、桑皮浆或者苇浆粕等中的一种，优选木浆、棉浆、竹浆等，更优选其中α纤维素含量≧92%，纤维素的聚合度≧480的原料。
14、关键点：纤维素含有羟基，在纤维素膜干燥的过程中，膜表面的结合水会与纤维素分子形成牢固的氢键，干燥过程的水分的流失会产生分子间的作用力，使得膜孔径收缩，力学性能提高。这种方法可以制备具有良好的分离盐/染料的纤维素疏松纳滤膜。
15、欲保护点：l-s相转化法已成功用于聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈等上，但用l-s相转化法制备纤维素膜，并通过控制膜的干燥时间以达到疏松纳滤的纤维素膜尚未得到应用，由于纤维素在自然界中大量存在，且纤维素膜具有截留高、水通量大、强度大、抗污染、易降解等特点，可规模化商业化使用，故申请方法保护。
16、本专利技术的优点在于：
17、选取纤维素作为原料，控制不同干度以制备纤维素疏松膜有以下优点：1）纤维素来源广泛，低廉，采用nmmo溶剂将其溶解，无污染且溶剂可回收，很大程度上降低了生成成本。2）通过控制干度以达到疏松纳滤膜，在达到纳滤过程中不需要借助任何方法，避免了采用界面聚合、层层自组装等方法制备纳滤膜产生的环境污染问题，同时降低了操作成本，有利于绿色可持续发展。
18、干燥过程中再生纤维素膜含水量的减少，膜孔收缩，指状孔逐渐消失，内部结构趋于均匀致密。这是因为再生纤维素膜中存在两种状态的水：结合水和游离水。结合水与纤维素分子形成牢固的氢键，被结合水包围的自由水与纤维素分子没有接触。在恒温恒湿自然干燥过程中游离水逐渐消失，而结合水仍保留在再生纤维素膜中，水-水和水-纤维素的氢键足够牢固，足以拉动指状大孔区域中的纤维素越来越近，直到纤维素链之间形成新的氢键，膜中的指状孔消失，膜的厚度也逐渐减小。
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1. 一种通过控制干度制备疏松纳滤膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纤维素原料还包括：木浆、棉浆、麻浆、竹浆、稻草浆、蔗渣浆、桑皮浆或者苇浆粕中的一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，纤维素原料中α纤维素含量≧92%，纤维素的聚合度≧480。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中恒温恒湿条件为25℃、50%湿度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）中干度为5%-95%。
【技术特征摘要】
1. 一种通过控制干度制备疏松纳滤膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纤维素原料还包括：木浆、棉浆、麻浆、竹浆、稻草浆、蔗渣浆、桑皮浆或者苇浆粕中的一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄六莲，林亚玲，莫敏富，曹石林，陈礼辉，洪昱斌，陈慧英，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：
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