一种具有中间层的高通量交联复合纳滤膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112755812A(43)申请公布日2021.05.07(21)申请号202011499966.6(22)申请日2020.12.18(71)申请人中化(宁波)润沃膜科技有限公司地址315700浙江省宁波市象山经济开发区城东工业园岭池路18号(72)发明人苗晶洪鑫军曹春朱建军(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人辛元石韦东(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图1页(54)发明名称一种具有中间层的高通量交联复合纳滤膜及其制备方法(57)摘要本发明提供一种具有中间层的复合纳滤膜及其制备方法。本发明的复合纳滤膜包括基膜、形成于基膜上的中间层和形成于中间层上背离基膜一侧的表面活性层。本发明采用孔径较大的微滤膜作为基膜，有利于降低水通过支撑层的阻力；以纤维素纳米晶作为中间层，中间层亲水性较好，孔径小、孔隙率高，具有良好的储存水相单体的能力，中间层的超亲水性促进了水的渗透，实现了高通量复合纳滤膜的制备。本发明的复合纳滤膜水通量高、对二/多价阳离子截留率可达到90％以上。本发明的方法简单、易于操作、条件可控，可实现连续化生产。CN112755812ACN112755812A权利要求书1/2页1.一种复合纳滤膜，其特征在于，所述复合纳滤膜包括基膜、形成于基膜上的中间层和形成于中间层上背离基膜一侧的表面活性层，所述基膜为微滤膜，所述中间层包括纤维素纳米晶，所述表面活性层包括聚醚胺与交联剂的反应产物。2.如权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于，所述微滤膜的有效孔径为0.05‑0.3μm；和/或所述微滤膜在室温、0.1MPa的操作压力下的纯水通量为200‑500L·m‑2·h‑1。3.如权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于，所述复合纳滤膜中，每平方厘米基膜上纤维素纳米晶的质量为1‑20μg，优选为2‑15μg，更优选为5‑10μg。4.如权利要求1所述的复合纳滤膜，其特征在于，所述交联剂为多官能团化合物，所述多官能团化合物优选选自多元酰氯、多元异腈酸酯、C2‑C10多元醛、环氧化合物和C2‑C10有机多元酸中的一种或多种，更优选选自多元酰氯、二异氰酸酯、C2‑C10二醛、缩水甘油醚、二缩水甘油醚和C2‑C10有机二酸中的一种或多种。5.制备权利要求1‑4中任一项所述的复合纳滤膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将纤维素纳米晶水分散液沉积到基膜上，形成中间层；(2)使步骤(1)得到的带有中间层的基膜与含聚醚胺的水相溶液接触，任选地进行干燥处理；(3)使经过步骤(2)处理后的基膜与含交联剂的交联溶液接触。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一项或多项特征：步骤(1)中，所述纤维素纳米晶水分散液的纤维素纳米晶含量为0.1‑5g/L，优选为0.5‑2g/L；步骤(1)中，所述纤维素纳米晶水分散液的用量为1‑20μL每平方厘米基膜，优选为2‑10μL每平方厘米基膜；步骤(1)中，通过抽滤将纤维素纳米晶水分散液沉积到基膜上；步骤(2)中，所述水相溶液中，聚醚胺的质量分数为0.02‑5wt％，优选为0.1‑5wt％；步骤(3)中，所述交联溶液中，交联剂的体积分数为0.1‑20vol％、优选1.5‑10vol％，或交联剂的质量分数为0.1‑20wt％、优选1.5‑10wt％；步骤(3)中，所述交联剂为多官能团化合物，优选选自多元酰氯、多元异腈酸酯、C2‑C10多元醛、环氧化合物和C2‑C10有机多元酸中的一种或多种，更优选选自多元酰氯、二异氰酸酯、C2‑C10二醛、缩水甘油醚、二缩水甘油醚和C2‑C10有机二酸中的一种或多种；步骤(3)中，所述交联溶液的溶剂选自水、有机溶剂或其组合。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥处理为在室温至90℃下保持5min‑5h。8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，经过步骤(2)处理后的基膜与含交联剂的交联溶液接触的温度为室温至120℃，接触的时间为30s‑40h。9.权利要求1‑4中任一项所述的复合纳滤膜或采用权利要求5‑8中任一项所述的方法制备得到的复合纳滤膜在水处理方法或水处理组件或装置中的用途。10.纤维素纳米晶在改善纳滤膜的通量中的用途；优选地，所述用途包括在纳滤膜的基膜表面形成含纤维素纳米晶的改性层；优选地，每平方厘米基膜上纤维素纳米晶的质量为1‑20μg，优选为2‑15μg，更优选为5‑10μg；优选地，2CN112755812A权利要求书2/2页所述基膜为微滤膜；所述微滤膜的有效孔径优选为0.05‑0.3μm；所述微滤膜在室温、0.1MPa的操作压力下的