一种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CN115245757A(43)申请公布日2022.10.28(21)申请号202110465718.8B01D67/00(2006.01)(22)申请日2021.04.28C02F1/44(2006.01)B01D61/02(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司北京化工研究院(72)发明人刘轶群李煜潘国元张杨于浩赵慕华(74)专利代理机构北京知舟专利事务所(普通合伙)11550专利代理师鲜莹(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D69/10(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称一种复合纳滤膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种复合纳滤膜及其制备方法和应用。所述纳滤膜依次包括底层、多孔支撑层和活性分离层，所述活性分离层为聚酰胺层，其中，所述多孔支撑层分为子层和表层，所述表层为窄孔径分布的小孔结构，所述子层与底层贴合、且为高度贯通的三维网络多孔结构。所述多孔支撑层通过雾化预处理辅助非溶剂诱导相分离法制备得到。本发明制备得到的纳滤膜具有优异的渗透截留性能，制备工艺方便简单，可实现连续化制备，容易工业化，在水处理、生物、医药、能源等领域有广泛的应用，极具工业应用前景。CN115245757ACN115245757A权利要求书1/2页1.一种复合纳滤膜，依次包括底层、多孔支撑层和活性分离层，所述活性分离层为聚酰胺层；其中，所述多孔支撑层分为子层和表层，所述表层为窄孔径分布的小孔结构，所述子层与底层贴合、且为贯通的三维网络多孔结构。2.根据权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于：所述底层为无纺布、有纺布、聚酯筛网、静电纺丝膜中的至少一种；和/或，所述多孔支撑层的聚合物选自聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚乳酸、聚酰胺、壳聚糖、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酯、聚三氟氯乙烯、有机硅树脂、丙烯腈‑苯乙烯共聚物以及它们的改性聚合物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于：所述多孔支撑层的表层平均孔径为10～50nm；和/或，所述多孔支撑层的孔隙率为40～90％，优选为60～90％。4.根据权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于：所述底层的厚度为50～300μm，所述多孔支撑层子层的厚度为10～60μm，所述多孔支撑层表层的厚度为0.5～5μm，所述活性分离层的厚度为5～100nm。5.根据权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于：所述多孔支撑层采用雾化预处理辅助非溶剂诱导相分离法制备得到；和/或，所述活性分离层通过将脂肪族多官能胺化合物与芳香族多官能酰氯化合物进行界面聚合反应制备得到；其中所述脂肪族多官能胺化合物优选为聚乙烯亚胺、乙二胺、哌嗪、4‑氨基甲基哌嗪中的至少一种，所述芳香族多官能酰氯化合物优选为对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯、均苯三甲酰氯中的至少一种。6.一种根据权利要求1～5之任一项所述复合纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：1)将包含多孔支撑层的聚合物在内的组分溶解于溶剂中配制铸膜液；2)将铸膜液在底层上刮铸；3)进行雾化预处理，雾化预处理为在雾化的液滴浴中停留，其中将底层面朝向雾化液滴，并保护膜涂覆有铸膜液的一面不接触雾化液滴；4)浸入凝固浴，得到所述多孔支撑层；5)将所述多孔支撑层依次与含有脂肪族多官能胺化合物的水相溶液、以及含有芳香族多官能酰氯化合物的有机相溶液接触；6)干燥、热处理制得所述复合纳滤膜。7.根据权利要求6所述复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述铸膜液中聚合物的固含量为6～20wt％，优选为8～18wt％；和/或，所述溶剂为所述聚合物的良溶剂。8.根据权利要求6所述复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中，刮膜厚度为50～500μm，优选为75～300μm。9.根据权利要求6所述复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述液滴浴中液滴的尺寸为1～50μm，优选为5～20μm；和/或，雾化预处理时间为1～60s，优选为2～40s；和/或，单位膜面积所需的雾化量为2～50L/m2·h，优选为10～20L/m2·h；和/或，2CN115245757A权利要求书2/2页液滴为所述聚合物的不良溶剂。10.根据权利要求6所述复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述凝固浴为所述聚合物的不良溶剂。11.根据权利要求7或9或10所述复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述聚合物的良溶剂选自N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、丙酮、N‑甲基‑2‑吡咯烷酮、二甲基亚砜