一種基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法。首先，采用水相自由基聚合法制備甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物，再將其與陽離子聚合物通過離子交聯(lián)作用形成納米粒子，最后將上述納米粒子和交聯(lián)劑配成一定濃度的水分散液涂于多孔聚砜支撐膜表面，經(jīng)固化交聯(lián)后得到納濾膜。此種納濾膜在0.6MPa的操作壓力下，水通量大于20L.m-2.h-1，對二價離子的截留高于90%，對一價離子的截留率低于40%；同時，表現(xiàn)出良好的耐污染性。因此，所制備的基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜具有良好的納濾分離性能和耐污染性能，制膜方法簡單易行、成本低廉，具有良好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【專利說明】一種基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納濾膜分離領(lǐng)域，尤其涉及一種基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水是生命之源，是人類賴以生存的寶貴資源，目前，水資源危機已成為制約社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。納濾是介于超濾和反滲透之間的一種壓力驅(qū)動的膜分離過程，既可像反滲透一樣分離不同價離子，又可以像超濾一樣脫除分子量在200?1000 Da之間的有機物或膠體。納濾作為一種新型、節(jié)能、環(huán)保的膜分離技術(shù)在水質(zhì)凈化、廢水處理和資源回收等方面發(fā)揮日益重要的作用。
[0003]目前，商品化納濾膜主要為荷負電納濾膜,如Eastman Kodak E394-60的醋酸纖維素膜，F(xiàn)ilm Tec公司的NF-40和日本東麗公司的UTC-20HF的聚酰胺膜，及日東電工開發(fā)的NFR-7400系列磺化聚醚砜膜等。然而，隨著實際分離體系的增加，需要進一步提高納濾膜的分離效率、耐污染性，降低運行成本?，F(xiàn)有報道將聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)等親水高分子材料或沸石、納米二氧化硅、碳納米管等無機納米材料通過表面涂覆、接枝和原位聚合等方法引入到納濾膜，可在一定程度上改善膜的分離性能和耐污染性(J.Membr.Sc1.2011，367，158-165 ；Polymer 2007, 48，1165-1170 J.Membr.Sc1., 2007，294，1-7)。然而，上述改性方法仍存在制備過程復雜，無機納米材料在膜內(nèi)分布不均勻、易聚集，膜易產(chǎn)生缺陷等問題。因此，開發(fā)新型的成膜材料，是獲得高性能納濾膜的根本途徑。
[0004]帶有相反電荷的聚電解質(zhì)分子鏈通過靜電力彼此結(jié)合在一起可形成一類新型的聚電解質(zhì)絡(luò)合物納米材料(J.Membr.Sc1., 2009，329，175 - 182 ；J.Membr.Sc1., 2009，333，68 - 78)。以甜菜堿型兩性離子聚合物為原材料制備的納米粒子內(nèi)部既含有離子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，又含有大量的甜菜堿兩性離子基團，具有良好的親水性、耐污染性和獨特的納米結(jié)構(gòu)，以其為成膜材料，制備的納濾膜將具有良好的分離選擇性和耐污染性，使其能夠更好地滿足實際應(yīng)用的需要。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法。
[0007]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法包括如下步驟:
(1)將0.5?2.5質(zhì)量份的羧甲基纖維素鈉和0.1?I質(zhì)量份的甜菜堿型兩性離子單體溶解于100?250質(zhì)量份的水溶液中，通入氮氣，加入0.05?0.2質(zhì)量份的水溶性引發(fā)齊U，在30?45°C下接枝聚合3?8小時，用丙酮將聚合物沉淀，多次洗滌后，于40?60°C干燥3?6小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；
(2)將I?3質(zhì)量份的甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和0.5?2質(zhì)量份的陽離子聚合物分別溶解于100?500質(zhì)量份的酸性水溶液中，再將陽離子聚合物酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于35?50°C干燥12?24小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；
(3)將0.2?2.0 g的甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子和0.05?0.5 g的環(huán)氧交聯(lián)劑加入到100 ml堿性水溶液中，在20?30°C的溫度下攪拌20?40分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在20?30°C的溫度和50?60%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放置于40?60°C的烘箱中2?4小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜；
步驟I)中所述的甜菜堿型兩性離子單體為3- [N，N- 二甲基-[2- (2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3_[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]乙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3-(4-乙烯基吡啶)丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3-[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-羧酸內(nèi)鹽或3- [N，N- 二甲基-[2- (2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]乙烷-1-羧酸內(nèi)鹽中；步驟2)中所述的陽離子聚合物為聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚乙烯亞胺、聚丙烯胺鹽酸鹽或聚二甲基二烯丙基氯化銨；步驟I)中所述的水溶性引發(fā)劑為過硫酸氨和四甲基乙二胺，其質(zhì)量比為2:1 ;步驟2)中所述的酸性水溶液為質(zhì)量百分比濃度為0.1?1%的鹽酸、醋酸或硫酸水溶液；步驟3)中所述的環(huán)氧交聯(lián)劑為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷；步驟3)中所述的堿性水溶液為質(zhì)量百分比濃度為0.1?1%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
[0008]所述的基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜可用于海水淡化、硬水軟化、不同價態(tài)無機鹽的分離和無機鹽與有機物的分離領(lǐng)域。
[0009]本發(fā)明一種基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的分離性能測試方法如下:將納濾膜置于本領(lǐng)域常規(guī)納濾測試裝置中，測試前膜在0.7 MPa操作壓力下預(yù)壓I h，然后在25 0C和0.6 MPa測試條件下，對膜的水滲透通量(J)和物質(zhì)的截留率(R)進行測定，其計算公式如式為:J=V/(A.t) ；R=l-C/:f ;其中，V —料液透過膜的體積，A —膜的有效面積為22.4cm2,t 一運行時間，Cp —滲透液濃度，Cf 一進料液濃度；通過測定電導率值，得到無機鹽溶液濃度。
[0010]甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子內(nèi)部不僅具有獨特的離子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，還含有大量的親水性好、耐污染性強的甜菜堿型兩性離子基團，以及可參與化學交聯(lián)反應(yīng)的羥基，將其作為成膜材料，通過調(diào)控納米粒子的化學組成、結(jié)構(gòu)、和交聯(lián)成膜的條件，所得基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜對二價鹽Na2SO4的截留率高于90%，而對一價鹽NaCl的截留率低于40%，膜的水滲透通量高于20 L.m_2.r1 ;同時，所用原料方便易得，價格低廉；納米粒子在水溶液中制得，清潔環(huán)保，過程簡單安全；復合膜的制備采用簡單的浸涂、熱固化交聯(lián)處理即可，制膜工藝簡單、成本低，具有良好的工業(yè)實用性。
【具體實施方式】
[0011]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法包括如下步驟:
(I)將0.5?2.5質(zhì)量份的羧甲基纖維素鈉和0.1?I質(zhì)量份的甜菜堿型兩性離子單體溶解于100?250質(zhì)量份的水溶液中，通入氮氣，加入0.05?0.2質(zhì)量份的水溶性引發(fā)齊U，在30?45°C下接枝聚合3?8小時，用丙酮將聚合物沉淀，多次洗滌后，于40?60°C干燥3~6小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；
(2)將I~3質(zhì)量份的甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和0.5~2質(zhì)量份的陽離子聚合物分別溶解于100~500質(zhì)量份的酸性水溶液中，再將陽離子聚合物酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于35~50°C干燥12~24小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；
(3)將0.2~2.0 g的甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子和0.05~0.5 g的環(huán)氧交聯(lián)劑加入到100 ml堿性水溶液中，在20~30°C的溫度下攪拌20~40分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在20~30°C的溫度和50~60%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放置于40~60°C的烘箱中2~4小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜；
步驟I)中所述的甜菜堿型兩性離子單體為3- [N，N- 二甲基-[2- (2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3_[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]乙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3-(4-乙烯基吡啶)丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3-[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-羧酸內(nèi)鹽或3- [N，N- 二甲基-[2- (2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]乙烷-1-羧酸內(nèi)鹽中的一種；步驟2)中所述的陽離子聚合物為聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚乙烯亞胺、聚丙烯胺鹽酸鹽或聚二甲基二烯丙基氯化銨；步驟I)中所述的水溶性引發(fā)劑為過硫酸氨和四甲基乙二胺，其質(zhì)量比為2:1 ;步驟2)中所述的酸性水溶液為質(zhì)量百分比濃度為0.1~1%的鹽酸、醋酸或硫酸水溶液；步驟3)中所述的環(huán)氧交聯(lián)劑為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷；步驟3)中所述的堿性水溶液為質(zhì)量百分比濃度為0.1~1%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
[0012]實施例1:
將0.5 g羧甲基纖維素鈉和0.1 g3-[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙_2_烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽溶解于100 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.05 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1 )，在30°C聚合8小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于40°C干燥6小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將I g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和0.5 g聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨分別溶解于100 g的0.lwt%的鹽酸水溶液中，再將聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于35°C干燥24小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述0.2 g的納米粒子和0.05 g的環(huán)氧乙烷加入到100 ml 0.1%氫氧化鈉水溶液中，在20°C下攪拌40分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在20°C和50%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于40°C的烘箱中4小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0013]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為32.5%，水通量為25.7L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為92.5%，水通量為24.5L.m-2.h'
[0014]實施例2:
將2.5 g羧甲基纖維素鈉和I g3-[N，N- 二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽溶解于250 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.2 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1)，在45°C聚合3小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于60°C干燥3小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將3 g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和2g聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨分別溶解于500 g的I wt%的鹽酸水溶液中，再將聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于50°C干燥12小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述2 g的納米粒子和0.5 g的環(huán)氧乙烷加入到100 ml 1%氫氧化鈉水溶液中，在30°C下攪拌20分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在30°C和60%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于60V的烘箱中2小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0015]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為35.5%，水通量為22.8L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為95.5%，水通量為21.7L.m_2.IT1。
[0016]實施例3:
將2 g羧甲基纖維素鈉和0.5 g3-[N, N- 二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽溶解于200 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.1 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1)，在40°C聚合5小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于50°C干燥4小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將2 g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和I g聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨分別溶解于250 g的I wt%的鹽酸水溶液中，再將聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于40V干燥20小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述I g的納米粒子和0.1 g的環(huán)氧乙烷加入到100 ml
0.5%氫氧化鈉水溶液中，在25°C下攪拌30分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在25°C和50%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于50°C的烘箱中3小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0017]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為33.5%，水通量為27.8L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為96.5%，水通量為26.2L.m_2.h'
[0018]實施例4:
將2 g羧甲基纖維素鈉和0.5 g3-[N, N- 二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-羧酸內(nèi)鹽溶解于200 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.1 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1)，在40°C聚合5小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于50°C干燥4小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將2 g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和
Ig聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨分別溶解于250 g的I wt%的醋酸水溶液中，再將聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于40V干燥20小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述I g的納米粒子和0.1 g的環(huán)氧丙烷加入到100 ml
0.5%氫氧化鈉水溶液中，在25°C下攪拌30分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在25°C和50%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于50°C的烘箱中3小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0019]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為34.6%，水通量為25.8L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為95.8%，水通量為24.2L.m-2.h'
[0020]實施例5:
將2 g羧甲基纖維素鈉和0.5 3-(4-乙烯基吡啶)丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽溶解于200 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.1 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1)，在40°C聚合5小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于50°C干燥4小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將2 g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和I g聚乙烯亞胺分別溶解于250 g的Iwt%的鹽酸水溶液中，再將聚乙烯亞胺酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于40V干燥20小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述1.5 g的納米粒子和0.2 g的環(huán)氧乙烷加入到100 ml 0.5%氫氧化鈉水溶液中，在25°C下攪拌30分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在25°C和50%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于50°C的烘箱中3小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0021]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為35.5%，水通量為26.5L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為94.8%，水通量為25.2L.πm-2.h' [0022]實施例6:
將1.5 g羧甲基纖維素鈉和0.5 g3-[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙_2_烯酰氧基)乙基]銨]乙烷-1-羧酸內(nèi)鹽溶解于200 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.1 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1)，在40°C聚合5小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于50°C干燥4小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將1.5 g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和0.5 g聚二甲基二烯丙基氯化銨分別溶解于250 g的I wt%的醋酸水溶液中，再將聚二甲基二烯丙基氯化銨酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于40°C干燥20小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述I g的納米粒子和0.1 g的環(huán)氧丙烷加入到100 ml 0.5%氫氧化鈉水溶液中，在25°C下攪拌30分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在25°C和50%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于50°C的烘箱中3小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0023]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為37.5%，水通量為28.7L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為95.5%，水通量為27.2L.m-2.h'
[0024]實施例7:
將I g羧甲基纖維素鈉和0.5 g3-[N, N- 二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽溶解于200 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.1 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1)，在40°C聚合5小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于50°C干燥4小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將2 g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和1.5 g聚聚丙烯胺鹽酸鹽分別溶解于250 g的0.^^%的硫酸水溶液中，再將聚丙烯胺鹽酸鹽酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于40°C干燥20小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述1.5 g的納米粒子和0.1 g的環(huán)氧氯丙烷加入到100 ml 1%氫氧化鉀水溶液中，在25°C下攪拌30分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在25°C和50%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于50°C的烘箱中3小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0025]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為35.5%，水通量為27.6L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為94.8%，水通量為26.8L.m_2.h'
[0026]實施例8:
將2 g羧甲基纖維素鈉和0.5 g3-[N, N- 二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽溶解于200 g的水溶液中，通入氮氣，加入0.1 g過硫酸氨和四甲基乙二胺(質(zhì)量比為2:1)，在40°C聚合5小時，用丙酮沉淀，多次洗滌后，于50°C干燥4小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物；將2 g甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和
1.5 g聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨分別溶解于250 g的I wt%的鹽酸水溶液中，再將聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于40V干燥20小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子；然后將上述I g的納米粒子和0.2 g的環(huán)氧氯丙烷加入到100ml 1%氫氧化鈉水溶液中，在25°C下攪拌30分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在25°C和50%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放于50°C的烘箱中3小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜。
[0027]基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜在25°C，0.6MPa壓力下，對于lg.L—1的NaCl和Na2SO4溶液的分 離結(jié)果為:對NaCl的截留率為36.2%，水通量為26.5L.m_2.h-1 ;對Na2SO4的截留率為96.8%，水通量為25.6L.πm2.h'
【權(quán)利要求】
1.一種基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將0.5?2.5質(zhì)量份的羧甲基纖維素鈉和0.1?I質(zhì)量份的甜菜堿型兩性離子單體溶解于100?250質(zhì)量份的水溶液中，通入氮氣，加入0.05?0.2質(zhì)量份的水溶性引發(fā)齊U，在30?45°C下接枝聚合3?8小時，用丙酮將聚合物沉淀，多次洗滌后，于40?60°C干燥3?6小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物； (2)將I?3質(zhì)量份的甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物和0.5?2質(zhì)量份的陽離子聚合物分別溶解于100?500質(zhì)量份的酸性水溶液中，再將陽離子聚合物酸性水溶液滴加到甜菜堿型羧甲基纖維素鈉接枝聚合物酸性水溶液中進行離子交聯(lián)，經(jīng)多次過濾，去離子水洗滌，于35?50°C干燥12?24小時，得到甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子； (3)將0.2?2.0 g的甜菜堿型羧甲基纖維素納米粒子和0.05?0.5 g的環(huán)氧交聯(lián)劑加入到100 ml堿性水溶液中，在20?30°C的溫度下攪拌20?40分鐘，得到乳白色均勻的鑄膜液；在20?30°C的溫度和50?60%的空氣相對濕度條件下，將鑄膜液均勻涂覆于聚砜超濾膜上，放置于40?60°C的烘箱中2?4小時，得到基于納米甜菜堿型羧甲基纖維素納濾膜； 步驟I)中所述的甜菜堿型兩性離子單體為3- [N，N- 二甲基-[2- (2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3_[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]乙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3-(4-乙烯基吡啶)丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽、3-[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-羧酸內(nèi)鹽或3- [N，N- 二甲基-[2- (2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]乙烷-1-羧酸內(nèi)鹽；步驟2)中所述的陽離子聚合物為聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚乙烯亞胺、聚丙烯胺鹽酸鹽或聚二甲基二烯丙基氯化銨。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的水溶性引發(fā)劑為過硫酸氨和四甲基乙二胺，其質(zhì)量比為2:1。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的酸性水溶液為質(zhì)量百分比濃度為0.1?1%的鹽酸、醋酸或硫酸水溶液。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟3)中所述的環(huán)氧交聯(lián)劑為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟3)中所述的堿性水溶液為質(zhì)量百分比濃度為0.1?1%的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
【文檔編號】B01D71/22GK104028114SQ201410207386
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】計艷麗, 安全福, 趙鳳陽, 高從堦 申請人:浙江大學