高亲水性纳米纤维涂层基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CN111644080A(43)申请公布日2020.09.11(21)申请号202010492929.6B01D61/00(2006.01)(22)申请日2020.06.03(71)申请人武汉纺织大学地址430200湖北省武汉市江夏区阳光大道1号(72)发明人刘轲王栋马思琪刘念程盼郭启浩王旭程芹夏明徐佳(74)专利代理机构武汉松涛知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42266代理人戴宝松(51)Int.Cl.B01D71/56(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法。该高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜由高亲水性纳米纤维涂层基膜及负载于高亲水性纳米纤维涂层基膜表面的纳滤分离层复合而成。制备方法为：先将乙烯-乙烯醇共聚物纳米纤维分散液在无纺布基层进行湿法涂层制成纳米纤维涂层基膜；然后再经过碱处理和等离子体处理，进行基膜的功能改性，得到高亲水性涂层基膜；最后通过界面聚合，得到高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜。本发明制得的复合纳滤膜结构致密，具有高亲水性，能够实现通量及截留率的协同提升，还具备优异的过滤效果。本发明的制备方法能够对界面聚合过程进行优化，且制备过程简单可控、绿色无污染、成本低廉，极具工业应用前景。CN111644080ACN111644080A权利要求书1/2页1.一种高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜由高亲水性纳米纤维涂层基膜及负载于所述高亲水性纳米纤维涂层基膜表面的纳滤分离层复合而成；所述高亲水性纳米纤维涂层基膜由微米纤维无纺布基层、涂覆于所述微米纤维无纺布基层表面并经过功能改性处理的高亲水性纳米纤维涂层复合而成；所述高亲水性纳米纤维涂层的表层纳米纤维被所述纳滤分离层包裹覆盖；在所述高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜中，所述高亲水性纳米纤维涂层基膜的厚度为2-10μm，孔径为50-700nm，表面与水的接触角小于30°；所述纳滤分离层的厚度为5-50nm。2.根据权利要求1所述的高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述经过功能改性处理的高亲水性纳米纤维涂层表面含有羧基负性官能团或者磺酸基电负性官能团中的一种。3.根据权利要求1所述的高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述高亲水性纳米纤维涂层为采用湿法非织造技术将乙烯-乙烯醇共聚物纳米纤维分散液涂覆在所述微米纤维无纺布基层表面而成；所述纳滤分离层为通过界面聚合而成的聚哌嗪酰胺分离层。4.根据权利要求1所述的高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜的水渗透率达到382.1765L/(m2·h·MPa)，对二价阳离子的截留率达到95.213％。5.根据权利要求1所述的高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述微米纤维无纺布为聚丙烯无纺布、聚酯无纺布、聚酰胺无纺布中的一种或多种复合；所述微米纤维无纺布为纺粘无纺布或者湿法无纺布中的一种。6.一种权利要求1至5中任一项权利要求所述的高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，将直径为0.05-0.5μm的乙烯-乙烯醇共聚物纳米纤维分散于溶剂中，搅拌均匀制备得到所述乙烯-乙烯醇共聚物纳米纤维固含量为0.2-6.0wt％的分散液，密封保存；S2，采用喷涂法将步骤S1制备的所述分散液涂覆在所述微米纤维无纺布基层的一个表面上，涂覆厚度为2-10μm，涂覆密度为5-10g/m2，干燥处理，制备得到纳米纤维涂层基膜；S3，将步骤S2制备的所述纳米纤维涂层基膜在预定浓度的碱溶液中浸泡15-60min，洗涤并风干处理后，在空气或二氧化硫气氛中进行等离子体处理1-5min，得到表面含有羧基或磺酸基的高亲水性纳米纤维涂层基膜；S4，配制预定浓度的哌嗪和三乙胺的混合水溶液作为水相溶液，配制预定浓度的均苯三甲酰氯和正己烷的混合溶液作为油相溶液；将步骤S3制备的所述高亲水性纳米纤维涂层基膜浸泡于所述水相溶液中1-10min，然后，取出并除去多余水相溶液后，再将基膜浸泡于所述油相溶液中进行界面聚合反应10-90s得到复合膜；取出所述复合膜后，清洗干燥处理，得到由高亲水性纳米纤维涂层基膜和负载于所述高亲水性纳米纤维涂层基膜表面的纳滤分离层复合而成的所述高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜。7.根据权利要求6所述的高亲水性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，其特征在于：在步骤S4所述的水相溶液中，所述哌嗪的浓度为0.1-0.6w/v％，所述三乙胺的浓度为0-0