一种复合纳滤膜的制备方法.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CN108636142A(43)申请公布日2018.10.12(21)申请号201810424797.6(22)申请日2018.05.07(71)申请人万华化学集团股份有限公司地址264006山东省烟台市经济技术开发区天山路17号(72)发明人孔新赵驰范琳倪凡潘波孙家宽华卫琦(51)Int.Cl.B01D71/82(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D69/12(2006.01)B01D71/56(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种复合纳滤膜的制备方法(57)摘要本发明提供一种复合纳滤膜的制备方法，将微量的卡巴胆碱作为一种功能性反应单体加入到含哌嗪的水相溶液中进行界面聚合反应，可以实现对聚哌嗪酰胺结构的有效调控，在提高聚酰胺交联程度的同时使最终生成的功能层厚度减少，从而制备出具有高水通量和高盐截留率的高性能复合纳滤膜。本发明方法操作过程简单方便，卡巴胆碱在水相中的加入量很少，对人体无刺激性，在复合纳滤膜规模化生产中的应用前景非常广阔。CN108636142ACN108636142A权利要求书1/1页1.一种复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)水相溶液的配制：将哌嗪、卡巴胆碱和水混合均匀，然后加入磷酸三钠调节溶液pH为9～11，得水相溶液；(2)油相溶液的配制：将芳香族多元酰氯和有机溶剂混合均匀，得油相溶液；(3)界面聚合及热处理：将无纺布支撑的超滤膜浸入到步骤(1)配制的水相溶液中，浸渍0.5～2min，取出后用橡胶辊滚压除去超滤膜表面的水相溶液后，再将其浸入到步骤(2)配制的油相溶液中进行界面聚合反应，反应完成后除去超滤膜表面的油相溶液，经烘箱热处理，水洗后，制得复合纳滤膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述水相溶液中，哌嗪的浓度为0.1～4.0wt％，卡巴胆碱的浓度为0.01～0.4wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述油相溶液中芳香族多元酰氯的浓度为0.1～0.6wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述芳香族多元酰氯为均苯三甲酰氯。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述有机溶剂为正己烷、正庚烷和IsoparG异构烷烃中的至少一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述超滤膜为聚砜膜或聚醚砜膜，平均孔径为10～50nm。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述界面聚合反应，反应时间为20～60s。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述烘箱热处理，温度为60～80℃，时间为5～10min。2CN108636142A说明书1/5页一种复合纳滤膜的制备方法技术领域[0001]本发明属于纳滤技术领域，涉及一种复合纳滤膜的制备方法。背景技术[0002]纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动膜分离过程，纳滤技术的核心是纳滤膜。一般认为，纳滤膜的孔径在1nm左右，可对纳米尺度的组分进行有效分离，如高价盐、小分子有机物以及微污染物的脱除，或者作为分子筛对高价值分子进行分级、纯化和脱盐等。拥有高分离精度的纳滤技术，近年来已经广泛应用到水处理、化工、食品、制药等行业，成为分离、浓缩和纯化过程中最常用的处理方法之一。[0003]界面聚合是目前最广泛使用的制备复合纳滤/反渗透膜的方法。该方法主要通过含多氨基的水相单体与含多酰氯的油相单体在两相界面处发生缩聚反应，从而在多孔支撑膜表面生成一层具有选择透过性的聚酰胺功能层，决定了复合膜的分离性能。其中在商品化复合纳滤膜制备中最常用的两种水相单体分别是间苯二胺(MPD)和哌嗪(PIP)。研究表明，间苯二胺和哌嗪由于分子结构的不同造成与多元酰氯反应制备的相应纳滤膜分离性能之间存在显著差异。间苯二胺通常作为反渗透膜制备过程中的水相反应单体，基于间苯二胺单体制备的复合纳滤膜整体脱盐率较高，而利用哌嗪与均苯三甲酰氯(TMC)反应制备的复合纳滤膜具有较高的一价/二价离子选择性，更符合纳滤膜在技术概念上的定义，与反渗透、超滤膜的应用场合具有差异化，正逐步成为纳滤膜市场的主流产品。聚哌嗪酰胺功能层的合成路线如下式所示：[0004][0005]一般来讲，界面聚合过程中主要通过调控反应单体在两相中的分配系数和扩散速度，以达到膜表面聚酰胺功能层疏松程度的合理化。如采用相转移催化剂可以促进反应单体从水相向油相界面处的转移或者直接提高水相中反应单体的浓度都可以增加界面反应速率，提高聚酰胺功能层的交联程度，从而使制备的复合纳滤膜对盐截留率提高，但水通量变化不明显甚至降低；如在水相中添加