一种用于有机溶剂纳滤的聚酰胺复合膜.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115532086A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211194447.8(22)申请日2022.09.29(71)申请人长春工业大学地址130012吉林省长春市延安大街2055号(72)发明人盖方圆王茜赵晓刚(51)Int.Cl.B01D71/56(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D69/10(2006.01)B01D69/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种用于有机溶剂纳滤的聚酰胺复合膜(57)摘要本发明涉及一种用于有机溶剂纳滤的聚酰胺复合膜，属于复合纳滤膜制备领域。包括无纺布‑支撑层和负载在支撑层上的聚酰胺表层；聚酰胺表层与传统聚酰胺表层的区别在于界面聚合过程中所使用的水相活性单体不同。2,6‑二氨基吡啶以往是作为添加剂参与间苯二胺与均苯三甲酰氯的反应，本发明将单体2,6‑二氨基吡啶作为水相活性单体替换了传统的间苯二胺，改变了快速难以控制的界面聚合反应速率，增加聚酰胺层的自由体积，改善了溶剂运输通道，使纳滤膜在保持对某一分子量范围内小分子精准的截留率的前提下，大幅度提高膜的溶剂渗透能力，进而突破trade‑off效应。CN115532086ACN115532086A权利要求书1/1页1.一种用于有机溶剂纳滤的聚酰胺复合膜，其特征在于，所述聚酰胺复合膜包括载体和依次覆盖在其表面上的聚合物超滤支撑膜、改性后的聚酰胺活性分离层。2.根据权利要求1所述的聚酰胺复合膜，其特征在于改性后的聚酰胺活性分离层由均苯三甲酰氯与2,6‑二氨基吡啶通过界面聚合制备。3.根据权利要求1所述的聚酰胺复合膜，其特征在于，所述载体为无纺布，所述无纺布的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙纶、锦纶、粘胶纤维、腈纶、乙纶或氯纶，所述无纺布的孔径为10~15μm。4.根据权利要求1所述的聚酰胺复合膜，其特征在于，所述聚合物超滤支撑膜为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、聚苯砜或聚苯并咪唑超滤支撑膜。2CN115532086A说明书1/6页一种用于有机溶剂纳滤的聚酰胺复合膜技术领域[0001]本发明涉及一种用于有机溶剂纳滤技术领域，具体涉及一种具有高溶剂通量和高截留率的聚酰胺复合膜。背景技术[0002]膜分离是在化学势差或外界能量差的推动作用下，利用膜的选择渗透性，将混合物中的溶质与溶剂分离提纯及浓缩富集的过程。[0003]纳滤膜是一种压力驱动膜，孔径大小约为1nm，截留分子量为200~1000Da，操作压力介于反渗透(RO)和超滤(UF)，在20世纪80年代末首次被探索。尽管纳滤膜已被广泛用于水和废水处理过程，但它们在有机溶剂纳滤方面的应用是一项相当新的技术。有机溶剂纳滤有很大的潜力，可用于与食品、精细化工、制药和石油化工有关的广泛过程处理有机溶剂。有机溶剂纳滤工艺比传统的溶剂提纯和回收工艺（例如蒸发和蒸馏）能效更高，而且通常消耗的能源要少100数量级，而传统的溶剂提纯和回收工艺由于需要大量加热而消耗大量能源；此外，有机溶剂纳滤可以与其他过程强化净化技术相结合，可以导致更加绿色的过程，提高产量，纯度和能源效率，故有机溶剂纳滤具有巨大应用前景。在这种膜中，溶质辨别发生在分子水平的表面（顶层）上。整体性能由溶质/溶剂与膜顶层的相互作用决定。此外，已经确定的是，溶剂‑膜表面的相互作用，可以随着溶剂成分的变化而变化，在纳滤膜的渗透性能中起着关键作用。因此，为了获得所需的高性能有机溶剂纳滤膜，膜表面的特定改性变得很重要。[0004]目前，用于制备有机溶剂纳滤膜的聚合物有：聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、聚苯矾和聚苯并咪唑等。作为一种具有高温耐久性和良好机械性能的材料，聚酰亚胺交联后在各种有机溶剂中都很稳定。因此，聚酰亚胺被广泛用于制备有机溶剂纳滤膜。然而，许多传统的有机溶剂纳滤膜是由聚酰亚胺通过相位反转直接制成的整体表皮的不对称膜。由于溶剂渗透路径延长等因素，有机溶剂的渗透性较差，限制了它们在工业生产中的应用。界面聚合(IP)是另一种可用于制备有机溶剂纳滤复合纳滤膜的方法。它一般是通过胺类单体和酸性氯化物单体（多为酰氯）在多孔超滤基材上的IP反应（形成聚酰胺层）实现的。由于独特的制备方法，IP可以独立修改超薄分离层和多孔超滤基质，以满足目标应用的要求。此外，聚酰胺分离层的形成在很大程度上受到多孔超滤基质特性的影响，如亲水性和孔隙率。由于相对较差的亲水性和低孔隙率，在传统的多孔超滤基质上很难形成超薄和密集的分离层，以减少溶剂渗透距离和保持溶质截留率，利用界面聚合制备的聚酰胺复合膜，具有高交联度，使其在有机溶剂中具有良好的稳定性。据研究表明超薄的聚酰胺层可以使其表现出优秀的溶剂渗透与溶质选择。发明内容[0005]本发明提供的聚酰