本發(fā)明屬于膜分離領(lǐng)域，具體涉及一種接枝雙荷電復(fù)合納濾膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、膜分離技術(shù)在水處理、物料分離、提純、濃縮等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前采用膜技術(shù)由于其節(jié)能、高效、工藝簡單、操作方便等特點(diǎn)，已逐步取代傳統(tǒng)的水處理工藝。納濾技術(shù)作為膜分離技術(shù)中的一種，可利用空間位阻效應(yīng)和電荷排斥效應(yīng)有效地對特定物質(zhì)進(jìn)行篩分、截留。然而，自然水體以及工業(yè)污水成分復(fù)雜，水體中通常會同時存在陰、陽離子物質(zhì)。

2、常規(guī)聚酰胺復(fù)合納濾膜僅帶有單一電荷特性，在處理復(fù)雜水體時，容易同時受到荷正電以及荷負(fù)電污染物的攻擊，使得納濾膜的分離性能和使用壽命大幅衰減?；诖耍芯咳藛T們提出了雙荷電復(fù)合納濾膜的概念，即，指代分離層同時具有正、負(fù)電荷特性的復(fù)合納濾膜。雙荷電特性使得納濾膜能夠同時與水體中的陰、陽離子產(chǎn)生電荷排斥作用，從而提高分離效果。

3、常規(guī)界面聚合過程是通過將含有水相單體(例如哌嗪、二乙烯三胺、間苯二胺、對苯二胺等)的水溶液直接涂布在超濾膜表面，然后與均苯三甲酰氯的油相溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)，以制備納濾、反滲透膜的一種方法。但是該方法制備得到的聚酰胺層與超濾基底之間為物理連接，因而，聚酰胺層在超濾基底表面附著不牢固，易脫落。且常規(guī)界面聚合過程制備的聚酰胺納濾膜難以同時高效截留多價陰離子以及多價陽離子。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法及其制備方法和應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，包括下述步驟：1)超濾基膜表面接枝荷正電的胺化層得到功能化基膜；2)在步驟1)得到的功能化基膜表面涂布胺基水溶液；3)加入多官能度酰氯的油相溶液進(jìn)行界面聚合制備雙荷電復(fù)合納濾膜。

4、步驟1)的具體步驟為：將多元胺水溶液循環(huán)通入膜組件管程在超濾基膜表面進(jìn)行接枝反應(yīng)，所述的超濾基膜為含有c-c?l鍵的基膜；接枝反應(yīng)后，去除殘留的未反應(yīng)的多元胺。

5、所述的多元胺水溶液的溫度為40-80℃；優(yōu)選為60℃。

6、所述的多元胺的質(zhì)量濃度為0.25-2.0wt％；所述的多元胺為哌嗪、二乙烯三胺、間苯二胺、或者對苯二胺中的一種或者至少兩種混合。

7、步驟2)的具體步驟為：將胺基水相溶液自下往上通入膜組件的管程，浸潤后，以去除多余水相溶液；優(yōu)選的，所述的氨基水相溶液為哌嗪水溶液；優(yōu)選的，所述的哌嗪水溶液的質(zhì)量濃度為0.1-2.0wt％；優(yōu)選為0.5wt％。

8、步驟3)的具體步驟為：將多官能度酰氯的油相溶液通入膜組件的管程進(jìn)行界面聚合反應(yīng)；優(yōu)選的，反應(yīng)時間為30-60s；優(yōu)選為50s；優(yōu)選的，所述的多官能度酰氯為均苯三甲酰氯，己二酰氯，癸二酰氯中的一種；所述的油相溶液的溶劑為正己烷，環(huán)己烷，庚烷中的一種；所述的油相溶液的質(zhì)量濃度為0.1-0.25％；更優(yōu)選為0.15％。

9、含有c-c?l鍵的基膜中，所述的基膜為pvc、pvdf、ptfe、pvdf-ctfe、ctfe中的一種。

10、本發(fā)明還包括一種所述的制備方法得到的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜。

11、本發(fā)明還包括一種所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的應(yīng)用，應(yīng)用于水處理、物料分離、提純、濃縮。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、采用本申請的技術(shù)方案得到的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的分離層具有底部荷正電、頂部荷負(fù)電的雙電層結(jié)構(gòu)，可提高對水中陰、陽離子的去除效率并提高水通量；同時，由于基膜表面接枝的小分子多元胺也可與油相溶液中的均苯三甲酰氯發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使得復(fù)合膜分離層與基膜間存在化學(xué)鍵接，相應(yīng)的，制備的分離層可更為牢固地附著在基膜表面。

技術(shù)特征：

1.一種接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：1)超濾基膜表面接枝荷正電的胺化層得到功能化基膜；2)在步驟1)得到的功能化基膜表面涂布胺基水溶液；3)加入多官能度酰氯的油相溶液進(jìn)行界面聚合制備雙荷電復(fù)合納濾膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，步驟1)的具體步驟為：將多元胺水溶液循環(huán)通入膜組件管程在超濾基膜表面進(jìn)行接枝反應(yīng)，所述的超濾基膜為含有c-cl鍵的基膜；接枝反應(yīng)后，去除殘留的未反應(yīng)的多元胺。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的多元胺水溶液的溫度為40-80℃；優(yōu)選為60℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的多元胺的質(zhì)量濃度為0.25-2.0wt％；所述的多元胺為哌嗪、二乙烯三胺、間苯二胺、或者對苯二胺中的一種或者至少兩種混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，步驟2)的具體步驟為：將胺基水相溶液自下往上通入膜組件的管程，浸潤后，以去除多余水相溶液；優(yōu)選的，所述的胺基水相溶液為哌嗪水溶液；優(yōu)選的，所述的哌嗪水溶液的質(zhì)量濃度為0.1-2％；優(yōu)選為0.5％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，步驟3)的具體步驟為：將多官能度酰氯的油相溶液通入膜組件的管程進(jìn)行界面聚合反應(yīng)；優(yōu)選的，反應(yīng)時間為30-60s；優(yōu)選為50s；優(yōu)選的，所述的多官能度酰氯為均苯三甲酰氯，己二酰氯，癸二酰氯中的一種；所述的油相溶液的溶劑為正己烷，環(huán)己烷，庚烷中的一種；所述的油相溶液的質(zhì)量濃度為0.1-0.25％；更優(yōu)選為0.15％。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，含有c-cl鍵的基膜中，所述的基膜為pvc、pvdf、ptfe、pvdf-ctfe、ctfe中的一種。

8.一種權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法得到的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜。

9.一種權(quán)利要求8所述的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于水處理、物料分離、提純、濃縮。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于膜分離領(lǐng)域，具體涉及一種接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的制備方法及其制備方法和應(yīng)用。制備方法包括下述步驟：1)超濾基膜表面接枝荷正電的胺化層得到功能化基膜；2)在步驟1)得到的功能化基膜表面涂布胺基水溶液；3)加入多官能度酰氯的油相溶液進(jìn)行界面聚合制備雙荷電復(fù)合納濾膜。采用本申請的技術(shù)方案得到的接枝雙荷電復(fù)合納濾膜的分離層具有底部荷正電、頂部荷負(fù)電的雙電層結(jié)構(gòu)，可提高對水中陰、陽離子的去除效率并提高水通量；同時，由于基膜表面接枝的小分子多元胺也與油相溶液中的均苯三甲酰氯發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使得復(fù)合膜分離層與基膜間存在化學(xué)鍵接，相應(yīng)的，制備的分離層可更為牢固地附著在基膜表面。

技術(shù)研發(fā)人員：呂曉龍,范寧,任凱,魯藝文,劉闊,高旭,孫道寶,王晶晶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津膜天膜科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30