一种耐溶剂复合纳滤膜及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115869782A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211470907.5(22)申请日2022.11.23(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人王大明彭贺楠赫洪如周宏伟赵晓刚陈春海(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师申素霞(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D61/00(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图2页(54)发明名称一种耐溶剂复合纳滤膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种耐溶剂复合纳滤膜及其制备方法和应用，属于纳滤膜技术领域。本发明提供的耐溶剂复合纳滤膜，包括聚酰亚胺超滤支撑膜和位于所述聚酰亚胺超滤支撑膜表面的掺杂有纳米粒子接枝环糊精的聚酰胺分离层，其中，纳米粒子包括凹凸棒土和二氧化钛中的至少一种。环糊精分子呈锥形空心环状立体结构，外腔大量的亲水羟基基团，内部含有疏水基团，为溶液提供了额外的输送通道，并且纳米粒子接枝环糊精中大量羟基的存在使其在聚酰胺分离层中分散均匀，大大提高了聚酰胺分离层的亲水性，增加聚酰胺分离层的自由体积，突破trade‑off效应，使得耐溶剂复合纳滤膜同时具有高通量和高截留率，在分离染料方面具有很好的应用前景。CN115869782ACN115869782A权利要求书1/2页1.一种耐溶剂复合纳滤膜，其特征在于，包括聚酰亚胺超滤支撑膜和位于所述聚酰亚胺超滤支撑膜表面的聚酰胺分离层；所述聚酰胺分离层包括聚酰胺基层和掺杂在所述聚酰胺基层中的纳米粒子接枝环糊精，所述纳米粒子接枝环糊精中的纳米粒子包括纳米凹凸棒土和纳米二氧化钛中的至少一种。2.根据权利要求1所述的耐溶剂复合纳滤膜，其特征在于，所述聚酰胺分离层的厚度为50～300nm；所述聚酰胺分离层中纳米粒子接枝环糊精的掺杂量为0.05～0.25wt％；所述纳米粒子接枝环糊精中环糊精的接枝率为3～7％。3.根据权利要求1或2所述的耐溶剂复合纳滤膜，其特征在于，所述聚酰亚胺超滤支撑膜厚度为50～300μm。4.权利要求1～3任一项所述耐溶剂复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚酰亚胺、致孔剂和极性溶剂混合，将得到的聚酰亚胺铸膜液成膜后在水中相转化，得到聚酰亚胺超滤支撑膜；(2)将所述聚酰亚胺超滤支撑膜与交联剂溶液混合，进行交联反应，得到交联支撑膜；(3)将所述交联支撑膜与纳米粒子接枝环糊精与有机胺类水相单体和水混合，进行浸渍，得到含饱和水相单体支撑膜；(4)将所述含饱和水相单体支撑膜置于酰氯类有机相单体溶液中，进行界面聚合反应形成聚酰胺分离层，得到纳滤膜前驱体；(5)将所述纳滤膜前驱体进行溶剂活化，得到所述耐溶剂复合纳滤膜。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚酰亚胺和致孔剂的质量比为18～22：1～5；所述相转化的时间为1～5天。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述交联剂溶液的浓度为110～130g/L；所述交联剂溶液中的交联剂为有机胺类化合物；所述交联反应的温度为20～30℃，时间为12～18h。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述纳米粒子接枝环糊精和有机胺类水相单体的质量比为0.05～0.25：2～3；所述有机胺类水相单体包括间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、三聚氰胺、硫脲、聚乙烯亚胺和二乙基三胺和N‑氨基乙基哌嗪中的至少一种。8.根据权利要求4或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述酰氯类有机相单体溶液中酰氯类有机相单体包括邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯，5‑异氰酸酯‑异酞酰氯和5‑氧甲酰氯‑异酞酰氯中的至少一种；所述界面聚合反应的温度为20～30℃，时间为30～60s。9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述溶剂活化用溶剂包括酰胺类溶剂和吡咯烷酮类溶剂中的至少一种；所述溶剂活化的温度为80～90℃，时间为10～60min。2CN115869782A权利要求书2/2页10.权利要求1～3任一项所述的耐溶剂复合纳滤膜或权利要求4～9任一项所述制备方法制备得到的耐溶剂复合纳滤膜在染料分离、有机溶剂分离或药物分离中的应用。3CN115869782A说明书1/12页一种耐溶剂复合纳滤膜及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及纳滤膜技术领域，具体涉及一种耐溶剂复合纳滤膜及其制备方法和应用。背景技术[0002]纳滤膜是介于反渗透膜和超滤膜之间的一种压力驱动的新型分离膜，相较于反渗透膜具有操作压力低、渗透通量高的优点；与超滤