一种层层组装的复合纳滤膜制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115920660A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211605403.X(22)申请日2022.12.14(71)申请人山东金宇膜科技发展有限公司地址272053山东省济宁市任城区运河经济开发区晨光路06号(72)发明人苏延磊刘嘉玮(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201专利代理师王丽(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D61/00(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D71/56(2006.01)C02F1/44(2023.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种层层组装的复合纳滤膜制备方法(57)摘要本发明涉及一种层层组装的复合纳滤膜制备方法，哌嗪为水相单体和石墨烯量子点为水相添加剂配置水相溶液，均苯三甲酰氯为油相单体配置油相溶液；无支撑界面聚合制备聚酰胺膜；将聚酰胺膜转移到多孔支撑体，热处理后制备复合纳滤膜。以此复合纳滤膜为支撑体，重复上述无支撑界面聚合过程，制备层层组装的复合纳滤膜。本发明的优点在于：残留的氨基和酰氯基团发生化学反应，聚酰胺层层之间以共价键结合，提高了复合纳滤膜的稳定性。层层之间原位形成了聚酰胺网络孔结构，显著提高了复合纳滤膜的分离性能，水渗透通量>20.0L/(m2hbar)，硫酸钠截留率>99.5％，氯离子硫酸根离子的分离因子>200。CN115920660ACN115920660A权利要求书1/1页1.一种层层组装的复合纳滤膜制备方法，其特征是，包括以下步骤：(1)配置水相溶液：哌嗪为水相单体，质量分数浓度为0.01‑5.00％；石墨烯量子点为水相添加剂，质量分数浓度为0.01‑5.00％；配置油相溶液：均苯三甲酰氯为油相单体，质量分数浓度为0.01‑1.00％，正己烷、正庚烷或异构烷烃为有机溶液；(2)首先将多孔支撑体固定在不锈钢丝网上，放置在容器底部；然后在容器中加入水相，水相液面高于多孔支撑体；最后在水相上铺展油相；在油水两相界面区发生界面聚合反应，生成聚酰胺膜；(3)提升预先放置在容器底部的多孔支撑体，将聚酰胺膜转移到多孔支撑体上；在烘箱中热处理，制备为复合纳滤膜；(4)上述制备的复合纳滤膜，放置在容器底部；依次在容器中加入水相和油相，界面聚合反应后提升支撑体，进行聚酰胺膜的层层组装，热处理后制备层层组装的复合纳滤膜。2.如权利要求1所述的层层组装的复合纳滤膜制备方法，其特征是，所述水相单体还可以是二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯亚胺等有机胺。3.如权利要求1所述的层层组装的复合纳滤膜制备方法，其特征是，所述支撑体放置在容器底部，水相液面高于支撑体1.0cm以上。4.如权利要求1所述的层层组装的复合纳滤膜制备方法，其特征是，所述多孔支撑体是聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈等超滤膜，或者聚偏氟乙烯、陶瓷等微滤膜。5.如权利要求1所述的层层组装的复合纳滤膜制备方法，其特征是，所述水相单体和油相单体在油水两相界面区域发生界面聚合反应。6.如权利要求1所述的层层组装的复合纳滤膜制备方法，其特征是，在烘箱中进行热处理，温度为60‑90℃，时间为10min以上。7.如权利要求1所述的层层组装的复合纳滤膜制备方法，其特征是，层层组装的复合纳滤膜有两层或多层聚酰胺膜构成，层层之间形成聚酰胺网络孔结构。2CN115920660A说明书1/8页一种层层组装的复合纳滤膜制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种层层组装的复合纳滤膜制备方法，属膜分离技术。背景技术[0002]纳滤是低能耗膜分离技术，其驱动压力在超滤膜与反渗透膜之间，截留分子量约在200‑2000道尔顿。纳滤膜的分离机理是孔道筛分与静电排斥的协同效应。纳滤膜对单价离子和分子量低于200的有机物截留率较低，而对二价或多价离子及分子量大于200的物质有较高脱除率。纳滤膜分离运行操作压力低、产水量高，广泛应用于废水零排放、印染废水处理、生物医药和海水淡化等领域。[0003]根据膜材料的不同，纳滤膜可以分为无机膜、有机膜及杂化膜；按结构的不同，纳滤膜分为对称膜、非对称膜和复合膜。纳滤膜的制备方法主要包括：界面聚合法、相转化法、共混法、表面接枝法等。其中界面聚合法易于工业化批量生产，已经用于商用纳滤膜的制备。商用纳滤膜大多是复合膜，其结构由起支撑作用的多孔支撑层和具有分离作用的功能层构成。[0004]界面聚合法以有机胺(例如哌嗪)为水相单体和酰氯(例如均苯三甲酰氯)为油相单体，通过多孔支撑体顺次浸泡在水相溶液和有机相溶液，在支撑体的表面发生界面聚合反应，生成的聚酰胺直接负载在支撑体上，制备分离功能层。界面聚合反应快速且相对不受控制。有支撑体的聚酰胺层厚度一般为30‑100nm，较高的膜厚度增