一种采用聚乙烯亚胺/γ-环糊精复合单体的纳滤膜制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115770476A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202111047543.5(22)申请日2021.09.08(71)申请人天津工业大学地址300387天津市西青区宾水西道399号(72)发明人李楠赵颖徐志伟朱博石睫单明景邓辉(51)Int.Cl.B01D61/00(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D71/60(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种采用聚乙烯亚胺/γ-环糊精复合单体的纳滤膜制备方法(57)摘要本发明属于纳滤膜制备方法领域，公开了一种采用聚乙烯亚胺/γ‑环糊精复合水相单体的纳滤膜制备方法。本发明采用以一定量的聚乙烯亚胺和γ‑环糊精作为复合水相单体将其经超声均匀分散，并采用一定量的均苯三甲酰氯正己烷溶液作为油相单体将其经超声均匀分散；利用超滤膜作为支撑层，使两种单体在膜表面进行界面聚合反应形成一层薄膜，随后通过热处理使反应进一步进行。由于γ‑环糊精具有众多的亲水基团和特殊的疏水空腔结构，且其空腔直径介于镁锂离子的水合半径之间，以本发明方法制备的复合膜，用于镁锂分离，具有良好的分离效果和水通量，有效减小了目前纳滤膜受到的渗透率‑选择性权衡效应的制约，且该方法制备简单，适于放大合成和实际生产。CN115770476ACN115770476A权利要求书1/1页1.一种采用聚乙烯亚胺/γ‑环糊精复合单体的纳滤膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、水相单体溶液的配制：称取质量分数为0.1‑0.9％的聚乙烯亚胺，质量分数为0‑0.9％的γ‑环糊精放置于锥形瓶中，将其配制成聚乙烯亚胺/γ‑环糊精水溶液并经超声均匀分散；步骤二、油相单体溶液的配制：称取质量分数为0.05‑0.25％的均苯三甲酰氯放置于锥形瓶中，将其配制成均苯三甲酰氯的正己烷溶液并经超声均匀分散；步骤三、利用超滤膜作为支撑层，首先将支撑层表面浸渍在含有聚乙烯亚胺/γ‑环糊精的水相溶液中，5‑30min后移除多余的水相单体，再将膜浸渍在含有不同活性单体的油相溶液1‑5min让两种单体在膜表面反应形成一层薄膜。随后通过热处理使反应进一步进行，其中热处理温度为50‑90℃，热处理时间为5‑25min，从而获得具有一层致密功能层的复合纳滤膜。2.如权利要求1所述的采用聚乙烯亚胺/γ‑环糊精复合单体的纳滤膜制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述的聚乙烯亚胺在水溶液中的质量分数为0.3‑0.7％；γ‑环糊精在水溶液中的质量分数为0.1‑0.7％。3.如权利要求1所述的采用聚乙烯亚胺/γ‑环糊精复合单体的纳滤膜制备方法，其特征在于，所述步骤二中，均苯三甲酰氯在正己烷溶液中的质量分数为0.1‑0.25％。4.如权利要求1所述的采用聚乙烯亚胺/γ‑环糊精复合单体的纳滤膜制备方法，其特征在于，所述步骤三中，支撑层在水相溶液中浸渍时间为10‑30min，支撑层在油相溶液中浸渍时间为3‑5min。5.如权利要求1所述的采用聚乙烯亚胺/γ‑环糊精复合单体的纳滤膜制备方法，其特征在于，所述步骤三中，热处理温度为40‑90℃，热处理时间为10‑25min。2CN115770476A说明书1/4页一种采用聚乙烯亚胺/γ‑环糊精复合单体的纳滤膜制备方法技术领域[0001]本发明属于纳滤膜制备方法领域，具体涉及一种采用复合单体制备纳滤膜的方法。背景技术[0002]纳滤膜可以有效地分离一价离子和多价离子，因此其在镁锂分离领域具有良好的应用潜力和广阔的发展前景。聚酰胺纳滤膜是目前市场上最常见的纳滤膜，商品化的聚酰胺纳滤膜大多以二元胺或多胺与酰氯为反应单体，以超滤膜为支撑层，采用界面聚合的方法制备获得。然而，聚酰胺活性层容易受到微生物、胶体、无机结垢和有机化合物的污染，造成膜孔堵塞。由此产生的各种负面影响包括通量下降、操作压力增加、能耗增加以及膜的降解。目前，该领域专家大都利用引入亲水性组分来改善膜的抗污染性能。[0003]环糊精(CD)是由几个葡萄糖单元通过α‑(1‑4)键连接而成的环状低聚糖，具有曲折的结构，上外侧端(较大开口端)由C2和C3的二次羟基组成，下端(较小开口端)由C6的亲水性的伯羟基组成，由于C‑H键的屏蔽作用在腔内形成疏水区，所以环糊精具有亲水性的外表面和相对疏水空腔的特殊结构，使得水分子更容易通过空腔。由于CDS具有众多的亲水基团和特殊的疏水空腔结构，有望改善纳滤膜的渗透通量和抗污染性能。而γ‑CD由8个葡萄糖单元组成，其空腔直径介于镁离子和锂离子的水合半径之间，因此采用其制得的纳滤膜可以提高镁离子和锂离子的分离性能。[0004]在此背景下，本发明本文以聚乙烯亚胺(PEI)、γ‑CD作为复合水相单