專利名稱：一種納濾膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合膜的制備工藝，具體是指一種酰氯改性納米Ti02粒子雜化PVA-聚哌嗪酰胺納濾膜的制備方法。
背景技術(shù)：
納濾膜是介于超濾與反滲透之間的新型膜分離技術(shù)。其技術(shù)特點(diǎn)是通過(guò)空間位阻和靜電作用實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解組分的選擇性透過(guò)，且操作系統(tǒng)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于反滲透過(guò)程(操作壓力通常為0.4-1MPa),納濾膜對(duì)二價(jià)離子和分子量大于200的溶質(zhì)的截留率大于90%，而對(duì)一價(jià)離子和低分子量溶質(zhì)的截留率一般低于50%，因而可實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的選擇性分離。目前，對(duì)納濾膜的改進(jìn)方法主要有新單體研制、表面改性，添加有機(jī)小分子及添加無(wú)機(jī)粒子等方面。近年來(lái)，無(wú)機(jī)納米材料的制備技術(shù)日趨成熟，它的使用也漸漸增加。將無(wú)機(jī)納米材料與親水性有機(jī)物共同用于界面聚合納濾膜的通量提升研究也成為研究方向之一。界面聚合中使用無(wú)機(jī)顆粒，一般是講無(wú)機(jī)納米粒子加入有機(jī)相中。普通納米二氧化鈦粒子表面帶有大量的羥基，加入有機(jī)相中，羥基的親水性會(huì)影響納米粒子在有機(jī)相中的分散效果，這將會(huì)影響到納濾膜的性能。通過(guò)有機(jī)改性后，TiO2納米粒子表面帶有官能基團(tuán)，同時(shí)在有機(jī)溶劑中的分散性能改善。二氧化鈦納米粒子加入界面聚合的有機(jī)相后，在界面聚合過(guò)程中可以與單體反應(yīng)，從而在有機(jī)相和無(wú)機(jī)相間以共價(jià)鍵結(jié)合而得到一種納米改性膜，同時(shí)有機(jī)改性的·納米粒子表面的剩余羥基親水基團(tuán)也可以提高成膜后的膜性能。聚乙烯醇(PVA)結(jié)構(gòu)屬于嚴(yán)格的線型，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，分子鏈上的羧基使其具有高度親水性。將PVA加入水相中參與界面聚合反應(yīng)，能夠提高分離膜的親水性，繼而提高納濾膜的水通量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前有機(jī)納濾膜通量較小的不足，在納濾膜制備過(guò)程中加入親水性聚乙烯醇(PVA)和一種有機(jī)酰氯化改性納米二氧化鈦粒子對(duì)納濾膜進(jìn)行了改性，提出了一種酰氯改性納米Ti02粒子雜化PVA-聚哌嗪酰胺納濾膜的制備方法。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):一種納濾膜的制備方法，其特征包括以下步驟:(I)配置質(zhì)量濃度為0.19Γ0.3%的均苯三甲酰氯(TMC)有機(jī)相溶液，其中溶劑為IsoparG，然后加入一定量的經(jīng)TMC改性納米TiO2粒子，超聲分散I小時(shí)，配成質(zhì)量濃度為0.0059Γ0.2%的均勻懸浮液；(2)將聚砜支撐膜放入質(zhì)量濃度為0.19Γ0.5%的哌嗪(PIP)水溶液中浸泡3(Tl80秒，其中含有質(zhì)量濃度為0.01°Γθ.2%的中分子量聚乙烯醇和質(zhì)量濃度為0.01%的十二烷基磺酸鈉(SDS);在本發(fā)明中,所述的中分子量聚乙烯醇的分子量為60000 70000 ;(3)經(jīng)哌嗪溶液浸泡過(guò)的聚砜支撐膜用橡膠輥滾壓，去除多余的溶液；
(4)待溶液干后，與剛超聲分散完成的有機(jī)相溶液接觸1(Γ120秒；(5)將上述過(guò)程制得的膜放入7(T90°C的真空烘箱保持1(Γ15分鐘，干燥即可。作為優(yōu)選，上述一種納濾膜的制備方法中的苯甲酰氯化改性納米二氧化鈦帶有兩種基團(tuán):苯環(huán)和苯甲酰氯基團(tuán)。有益效果:帶有苯甲酰氯基團(tuán)的納米TiO2在界面聚合反應(yīng)中與哌嗪反應(yīng)形成酰胺鍵，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易脫落，同時(shí)可以提高納濾膜的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)在保持原有對(duì)二價(jià)鹽高脫鹽率的同時(shí)，納米粒子的存在可以提高膜純水通量。而且本制備方法簡(jiǎn)單，操作易行。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此:實(shí)施例1配置質(zhì)量濃度為0.2%的均苯三甲酰氯(TMC)有機(jī)相溶液，其中溶劑為IsoparG ；配置質(zhì)量濃度為0.2%的哌嗪水溶液，然后加入質(zhì)量濃度為0.05%的中分子量聚乙烯醇(PVA)，將聚砜支撐膜放入哌嗪水溶液中浸泡120秒，其中然后用橡膠輥滾壓聚砜支撐膜，去除多余的溶液；待溶液干后，與有機(jī)相溶液接觸20秒；將該膜放入80°C的真空烘箱保持12分鐘，干燥制得雜化納濾復(fù)合膜。用2000ppm的硫酸鈉水溶液、氯化鈉水溶液、PEG-200水溶液和PEG-400水溶液在IMPa壓力下測(cè)試膜的初始性能，該膜對(duì)Na2SO4和NaCl的脫鹽率分別為98.4%和53.2%,對(duì)PEG-200和PEG-400的脫除率率分別為91.0%和98.8%,通量% 65.47 L/h/m 2。實(shí)施例2配置質(zhì)量濃度為0.2%的均苯三甲酰氯(TMC)有機(jī)相溶液，其中溶劑為1soparG，然后加入一定量的TMC改性納米二氧化鈦粒子，超聲分散I小時(shí)，配成質(zhì)量濃度為0.005%的均勻懸浮液；配置質(zhì)量濃度為0.2%的哌嗪水溶液，然后加入質(zhì)量濃度為0.05%的中分子量聚乙烯醇(PVA)，將聚砜支撐膜放入哌嗪水溶液中浸泡120秒，其中然后用橡膠輥滾壓聚砜支撐膜，去除多余的溶液；待溶液干后，與剛超聲分散完成的有機(jī)相溶液接觸20秒；將該膜放入80°C的真空烘箱保持12分鐘，干燥制得雜化納濾復(fù)合膜并進(jìn)行測(cè)試，膜片對(duì)Na2SO4和NaCl的脫鹽率分別為98.5%和51.8%,對(duì)PEG-200和PEG-400的脫除率率分別為90.8%和98.6%，通量為 92.36L/h/m2。實(shí)施例3-4改變水相溶液中聚乙烯醇(PVA)的分子量，其他步驟與實(shí)施例1相同的操作方法，制備復(fù)合膜并測(cè)試，得到結(jié)果如下表:
權(quán)利要求
1.一種納濾膜的制備方法，其特征包括以下步驟: (1)配置質(zhì)量濃度為0.19Γ0.3%的均苯三甲酰氯有機(jī)相溶液，其中溶劑為IsoparG油；然后加入苯甲酰氯化納米TiO2，超聲分散I小時(shí)，配成含苯甲酰氯化納米TiO2質(zhì)量濃度為0.0059Γ0.2%的均勻懸浮液； (2)將聚砜支撐膜放入質(zhì)量濃度為0.19Γ0.5%的哌嗪水溶液中浸泡3(Γ180秒，其中含有質(zhì)量濃度為0.01°Γθ.2%的聚乙烯醇和質(zhì)量濃度為0.01%的十二烷基磺酸鈉；其中聚乙烯醇的分子量為60000 70000 ； (3)經(jīng)哌嗪溶液浸泡過(guò)的聚砜支撐膜用橡膠輥滾壓，去除多余的溶液； (4)待溶液干后，與剛超聲分散完成的有機(jī)相溶液接觸10 120秒； (5)將上述過(guò)程制得的膜放入8(noo°c的真空烘箱保持1(Γ15分鐘，干燥即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納濾膜的制備方法，其特征在于所述的苯甲酰氯化改性納米二氧化鈦帶有兩種基 團(tuán):苯環(huán)和苯甲酰氯基團(tuán)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種納濾復(fù)合膜的制備方法，具體是指一種酰氯改性納米TiO2粒子雜化PVA-聚哌嗪酰胺納濾膜的制備方法。本發(fā)明是通過(guò)帶有苯甲酰氯基團(tuán)的有機(jī)改性納米TiO2粒子加入均苯三甲酰氯(TMC)有機(jī)溶液中分散成均一溶液，再與含有哌嗪(PIP)和聚乙烯醇(PVA)的水溶液接觸發(fā)生界面聚合反應(yīng)制得有機(jī)納米改性復(fù)合納濾膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用本發(fā)明所制備的膜在1MPa的操作壓力下水通量明顯增加，同時(shí)對(duì)硫酸鈉顯示了很高的脫鹽率，對(duì)氯化鈉的截留率為50.4%，表現(xiàn)出對(duì)一價(jià)鹽和二價(jià)鹽的不同分離能力；通過(guò)酰氯化改性的納米二氧化鈦粒子可以很好的分散在有機(jī)相中，在界面聚合反應(yīng)中有助于與水相形成均勻的膜結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B01D71/68GK103111196SQ201310067818
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者周勇, 宋杰, 翟丁, 高從堦 申請(qǐng)人:杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司