【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜分离，尤其涉及一种聚酰胺有机溶剂纳滤膜及其制备方法。
技术介绍
1、膜分离技术以其简单、高效、低温、易于大规模生产、节能环保等优点备受关注，已广泛应用于石油化工、食品、制药、冶金、污水处理、中药浓缩纯化等各个领域。其中，有机溶剂过滤(osn)是必不可少的。与传统的蒸馏、蒸发等方法相比，osn具有无相变、高效、绿色等优点。此外，osn可以与传统的分离技术相结合，形成混合分离工艺，从而增加整体灵活性。因此，osn在涉及有机溶剂系统的生产领域具有巨大的应用潜力，如从有机溶液中分离活性药物成分、催化剂回收、食用油提取等。但目前osn膜仍存在渗透率低、难以在溶剂体系中长期稳定运行等问题，限制了其工业化应用。近年来，人们已经进行大量研究来拓展膜的性质以开发新的应用，通过采用新的单体、创新的膜制备方案来设计高性能osn薄膜。为了获得耐溶胀、具有稳定性的osn薄膜，化学交联被广泛使用。然而，聚合物osn膜的渗透性与选择性之间存在着权衡。为此，人们开展了大量的研究来解决这一问题，通常使用氧化石墨烯(go)夹层、金属有机骨架(mof)、碳纳米管(cnts)、共价有机骨架(cofs)等来实现对osn膜性能的提升，其中界面聚合因为制备的聚酰胺薄膜复合(tfc)膜是基于多孔支撑层的，它通过胺和酰氯单体在两相界面聚合而形成一层均匀、致密的聚酰胺(pa)层，从而赋予分离层耐溶剂性、分离性能好等特点而受到广泛关注。tfc膜能够有效地截留分子量在特定范围内的有机小分子。在有机溶剂纳滤过程中，膜材料需要承受各种有机溶剂的侵蚀，聚酰胺膜的这种能力适合
2、影响界面聚合(ip)反应的因素较多，如单体浓度、交联温度、表面活性剂种类、有机相溶剂种类、基底的化学性质和微观结构、添加剂的类型及浓度等。增加单体浓度、交联温度一般可以提高界面层的交联度，从而提高膜的选择性。表面活性剂会影响水相与有机相之间的界面张力，进而影响单体的扩散速率及ip反应速率，例如chen发现，表面活性剂的自组装链在油水界面处聚集并预组装单体，并改善其相间输运，该促进工艺节省了超过72-48h的聚合和结晶时间成本，并提高了结晶度和孔隙均匀性，从而对乙腈具有超高渗透性。有机相溶剂的黏度、表面张力等参数将直接影响胺单体向有机相的扩散速率，例如，zheng等人，采用离子液体代替有机相的传统溶剂，从而限制有机相的扩散速率，造成膜性能提升。有机相中添加助溶剂也是常用的手段之一，例如，fu等人提出了以丙酮作为有机相助溶剂，丙酮的加入增加了ip反应区的宽度，所得膜表现出高2.6倍的甲醇溶剂渗透率。kamada等人研究了在有机相溶液中加入丙酮、乙酸乙酯、乙醚、甲苯、异丙醇(ipa)和n,n'-二甲基甲酰胺(dmf)等助溶剂来调控tfc膜的表面形态和聚酰胺网络结构。他们发现，当在有机相中加入3wt％乙酸乙酯时，nacl拒绝率大于99％，水通量可以提高三倍。huang和mccutcheon通过在有机相中加入丙酮，获得了性能更好的tfc-fo膜。kim等人在有机相溶液中加入磷酸三苯酯(tpp)和磷酸三丁酯(tbp)，发现tfc膜的水通量大幅增加，脱盐率略有下降。上述研究人员报道异丙醇的添加对纳滤膜的性能有显著影响，但异丙醇大多添加在有机相中溶解酰氯单体，替代传统的正己烷溶剂，而本专利技术则是利用异丙醇作为胺单体溶剂。相比之下，是更为高效简便的方法，在近年来有大量相关文献报道，在传统的界面聚合过程中，常用的胺溶剂如乙二胺、离子液体等被用于修饰膜表面，改善其亲水性和阻挡杂质的能力。然而，这些常规胺溶剂在某些情况下可能存在使用成本高、毒性大等问题，限制了其在工业中的广泛应用。因此，寻找一种经济、高效且环保的替代胺溶剂显得尤为重要。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术提出了一种聚酰胺有机溶剂纳滤膜及其制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：称取聚乙烯亚胺、对苯二胺和十二烷基苯磺酸钠加入异丙醇溶液中，超声处理直至溶解，得到胺溶液；将干燥的hpan支撑膜浸泡在所述胺溶液中反应，取出后在室温下干燥；
4、将干燥后的膜置于均苯三甲酰氯的正己烷溶液中反应，取出后进行交联反应，即得到聚酰胺有机溶剂纳滤膜。
5、优选的，制备方法包括如下步骤：
6、1)将聚丙烯腈和聚乙烯吡咯烷酮加入到n,n-二甲基甲酰胺溶液中进行溶解，获得淡黄色透明粘稠液体；将所述淡黄色透明粘稠液体在室温下静置消泡，形成均匀的铸造溶液；将所述铸造溶液倒在无纺布上形成薄膜，将所述薄膜浸入去离子水中，形成pan膜；将所述pan膜浸泡在naoh溶液中进行水解，得到hpan膜；用去离子水冲洗所述hpan膜，直到其变为中性，即获得hpan支撑膜；
7、2)称取聚乙烯亚胺、对苯二胺和十二烷基苯磺酸钠加入异丙醇溶液中，超声处理直至溶解，得到胺溶液；将干燥的hpan支撑膜浸泡在所述胺溶液中反应，取出后在室温下干燥；将均苯三甲酰氯溶解在正己烷中得到均苯三甲酰氯溶液；将干燥后的膜置于所述均苯三甲酰氯溶液中反应，取出后进行交联反应，即得到聚酰胺有机溶剂纳滤膜，记为pei+ppd/tmc。
8、进一步地，所述水解是指在50℃下水解1h。
9、进一步地，所述聚乙烯亚胺的加入量以聚乙烯亚胺在异丙醇溶液中的浓度为1-5wt％为准；所述对苯二胺的加入量以对苯二胺在异丙醇溶液中的浓度为1-3wt％为准；所述十二烷基苯磺酸钠的加入量以十二烷基苯磺酸钠在异丙醇溶液的浓度为0.1wt％为准。
10、优选的，聚乙烯亚胺在异丙醇溶液中的浓度为3-5wt％；更优选的为3wt％。
11、优选的，对苯二胺在异丙醇溶液中的浓度为1-3wt％；更优选的为2wt％。
12、优选的地，所述均苯三甲酰氯溶液的浓度为0.05-0.25wt％；更优选地，所述均苯三甲酰氯溶液的浓度为0.1-0.2wt％；更优选的，所述均苯三甲酰氯溶液的浓度为0.15wt％。
13、进一步地，所述hpan支撑膜在胺溶液中反应的时间为10min。
14、进一步的，干燥后的膜在均苯三甲酰氯的正己烷溶液中反应的时间为10min。
15、所述交联反应是指在80℃下反应10min。
16、本专利技术还提供一种利用上述制备方法制备得到的聚酰胺有机溶剂纳滤膜。
17、本专利技术还提供一种所述聚酰胺有机溶剂纳滤膜在废水处理中的应用。主要用于处理废水中的有机染料。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
19、本专利技术以异丙醇作为替代胺溶剂，其具有低成本、低毒性和易获取等优点。本专利技术通过使用具有极性以及溶胀性的异丙醇作为胺单体溶剂溶解具有柔性结构的聚乙烯亚胺与刚性结构的对苯二胺两种多元胺分子，与正己烷中的均苯三甲酰氯交联以获得聚酰胺膜。采用这种方法制备的复合膜在构建松散分离层以获得高溶剂通量的同时又在有机溶剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述HPAN支撑膜在胺溶液中反应的时间为10min。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，干燥后的膜在均苯三甲酰氯的正己烷溶液中反应的时间为10min。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述HPAN膜的具体制备方法如下：
5.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺在异丙醇溶液中的浓度为1-5wt％；所述对苯二胺在异丙醇溶液中的浓度为1-3wt％；所述十二烷基苯磺酸钠在异丙醇溶液的浓度为0.1wt％。
6.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述均苯三甲酰氯溶液的浓度为0.05-0.25wt％。
7.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述交联反应是指在80℃下反应10min。
8.一种利用权利要求1-7
9.一种如权利要求8所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜在废水处理中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述废水为含有有机染料的废水。
...【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述hpan支撑膜在胺溶液中反应的时间为10min。
3.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，干燥后的膜在均苯三甲酰氯的正己烷溶液中反应的时间为10min。
4.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述hpan膜的具体制备方法如下：
5.根据权利要求1所述的聚酰胺有机溶剂纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺在异丙醇溶液中的浓度为1-5wt％；所述对苯二胺在异...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭晓瑞，唐中华，曹宁，佟馨，窦安琪，潘立本，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：
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