本發(fā)明屬于分離領(lǐng)域，具體涉及一種單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、單寧酸，作為一種易得、低成本的天然植物多酚，常用于界面聚合過程，以制備聚酰胺復(fù)合納濾膜。其獨(dú)特的酚羥基結(jié)構(gòu)，賦予其豐富的負(fù)電荷特性，也常用于納濾膜的抗污染改性。因此，單寧酸在復(fù)合膜的制備中顯示出多功能性。

2、然而，對于傳統(tǒng)的溶液涂覆交聯(lián)技術(shù)，小分子單寧酸難以獨(dú)立作為涂覆單體，因?yàn)槠浞磻?yīng)活性位點(diǎn)有限，且固有的高水溶性與缺乏直接粘附性，使得僅使用小分子單寧酸難以在膜表面構(gòu)建穩(wěn)定且有效的分離層。

3、因此，科研人員們常將單寧酸與親水聚合物如聚乙烯亞胺、聚乙烯醇或多巴胺等相結(jié)合，通過氫鍵、化學(xué)鍵交聯(lián)等多種作用機(jī)制，共同沉積于膜表面，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和致密性。具體包括下述步驟：在涂覆之前，先用淋洗的方式去除超濾膜組件內(nèi)部的甘油。隨后，配制含有親水性大分子(包括：聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、聚多巴胺)和小分子單寧酸的混合溶液，并將水相溶液循環(huán)通入中空纖維超濾膜內(nèi)表面，接著，在膜絲內(nèi)表面循環(huán)通入交聯(lián)劑溶液，在一定溫度條件下反應(yīng)一定時(shí)間，以制備含有交聯(lián)單寧酸結(jié)構(gòu)的中空纖維復(fù)合納濾膜。然而，大分子的共同引入會(huì)破壞制備納濾膜孔徑的規(guī)整性，導(dǎo)致制備復(fù)合納濾膜的染料/鹽分離性能較差。而且，大分子引入會(huì)導(dǎo)致分離層厚度進(jìn)一步增加，容易產(chǎn)生較大的水分子傳質(zhì)阻力，導(dǎo)致制備納濾膜的通量較低。此外，加入的大分子通常為多元胺，會(huì)對單寧酸結(jié)構(gòu)復(fù)合納濾膜的抗有機(jī)污染性能產(chǎn)生不利影響。

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)，提供一種單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜及其制備方法和應(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、一種單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，包括下述步驟：將單寧酸水溶液與基膜一側(cè)接觸，再將交聯(lián)劑溶液與基膜另一側(cè)接觸，通過蒸汽反向傳質(zhì)的方式將交聯(lián)劑分子擴(kuò)散通過膜孔通道，與水相中的單寧酸接觸反應(yīng)，從而制備單寧酸結(jié)構(gòu)復(fù)合納濾膜。

4、所述的單寧酸水溶液的質(zhì)量濃度為2.0-4.0％；優(yōu)選為3.0％。

5、所述的交聯(lián)劑分子為戊二醛、乙二胺或者二乙烯三胺的一種。

6、所述的交聯(lián)劑溶液的濃度為0.2-1％；優(yōu)選為0.5-1％；溶劑為水。

7、所述的基膜為疏水基膜；優(yōu)選的，所述的基膜為聚偏氟乙烯pvdf、聚氯乙烯pvc、聚四氟乙烯ptfe中的一種。

8、所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，具體包括下述步驟：在干燥的疏水膜組件管程通入單寧酸水溶液；接著，在膜組件的殼程通入并充滿交聯(lián)劑溶液進(jìn)行反應(yīng)；最后，得到交聯(lián)單寧酸的復(fù)合納濾膜。

9、反應(yīng)的溫度為室溫，時(shí)間為30-80min；優(yōu)選為50min。

10、本發(fā)明還包括一種所述的制備方法得到的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜。

11、本發(fā)明還包括一種所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的應(yīng)用。應(yīng)用于染料的去除和鹽的分離，優(yōu)選的，所述的染料為陰離子染料；優(yōu)選的，所述的陰離子染料為剛果紅、反應(yīng)紅120、或者橙黃中的一種或者混合；所述的鹽為nac?l或者na2so4。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在沒有添加大分子情況下，通過涂覆交聯(lián)法成功制備出了交聯(lián)單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜，該復(fù)合納濾膜具有較高的純水通量和較高的染料去除率。本發(fā)明制備的交聯(lián)單寧酸結(jié)構(gòu)復(fù)合納濾膜展現(xiàn)出較好的耐氯性能。本發(fā)明制備的交聯(lián)單寧酸結(jié)構(gòu)復(fù)合納濾膜展現(xiàn)出較好的抗有機(jī)污染性能。

技術(shù)特征：

1.一種單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：將單寧酸水溶液與基膜一側(cè)接觸，再將交聯(lián)劑溶液與基膜另一側(cè)接觸，通過蒸汽反向傳質(zhì)的方式，交聯(lián)劑分子擴(kuò)散通過膜孔通道，與水相中的單寧酸接觸反應(yīng)，從而制備單寧酸結(jié)構(gòu)復(fù)合納濾膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的單寧酸水溶液的質(zhì)量濃度為2.0-4.0wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的交聯(lián)劑分子為戊二醛、乙二胺或者二乙烯三胺的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的交聯(lián)劑溶液的濃度為0.2-1.0wt％；優(yōu)選為0.5-1.0wt％；溶劑為水。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的基膜為疏水基膜；優(yōu)選的，所述的基膜為聚偏氟乙烯pvdf、聚氯乙烯pvc、聚四氟乙烯ptfe中的一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，具體包括下述步驟：在干燥的疏水膜組件管程通入單寧酸水溶液；接著，在膜組件的殼程通入并充滿交聯(lián)劑溶液,以進(jìn)行反向傳質(zhì)反應(yīng)；最后，得到具有交聯(lián)單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，反應(yīng)的溫度為室溫，時(shí)間為30-80min；優(yōu)選為50min。

8.一種權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法得到的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜。

9.一種權(quán)利要求8所述的單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，應(yīng)用于染料的去除和鹽的分離，優(yōu)選的，所述的染料為陰離子染料；優(yōu)選的，所述的陰離子染料為剛果紅、反應(yīng)紅120、或者橙黃中的一種或者混合；所述的鹽為nacl或者na2so4。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于分離領(lǐng)域，具體涉及一種單寧酸結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜及其制備方法和應(yīng)用。制備方法包括下述步驟：將單寧酸水溶液與干燥的疏水基膜一側(cè)接觸，再將交聯(lián)劑溶液與基膜另一側(cè)接觸，通過蒸汽反向傳質(zhì)的方式，交聯(lián)劑分子揮發(fā)擴(kuò)散通過膜孔通道，與水相中的單寧酸接觸反應(yīng)，從而制備中空纖維復(fù)合納濾膜。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在沒有添加大分子的情況下，成功通過涂覆交聯(lián)法制備出了交聯(lián)單寧酸復(fù)合納濾膜，該復(fù)合納濾膜展現(xiàn)出高的純水通量和接近100％的染料去除率。而且本發(fā)明制備的交聯(lián)單寧酸復(fù)合納濾膜展現(xiàn)出較好的耐氯性能和抗有機(jī)污染性能。

技術(shù)研發(fā)人員：呂曉龍,范寧,任凱,魯藝文,賈秋英,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