一种聚醚砜功能复合分离膜的制备方法.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CN106823841A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710036681.0(22)申请日2017.01.18(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人宋来洲王进博冯建社王秀丽李春雨吉敏高佳丽(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人续京沙(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D71/68(2006.01)权利要求书4页说明书17页(54)发明名称一种聚醚砜功能复合分离膜的制备方法(57)摘要一种聚醚砜功能复合分离膜的制备方法，其主要是对聚醚砜进行氯乙酰化改性处理，使其表面载有氯乙酰基基团，然后使载带氯乙酰基的聚醚砜与四乙烯五胺在N,N-二甲基乙酰胺溶剂中进行化学键合反应，继而应用相转移技术制备载带多乙烯胺基团的聚醚砜分离膜，之后对载带多乙烯胺基团的聚醚砜进行膦酸化改性处理，制备载带氨基膦酸官能基团的聚醚砜分离膜，最后借助界面聚合反应，在聚醚砜分离膜表面上涂覆纳滤截留薄层。本发明方法简便可行，制备过程对人体健康危害小，制备的聚醚砜功能复合分离膜表面的纳滤截留层和内部的氨基膦酸螯合基团稳定、不易脱落和浸出流失，其对重金属的截留效能高，在重金属废水污染处置领域的应用前景广阔。CN106823841ACN106823841A权利要求书1/4页1.一种聚醚砜功能复合分离膜的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：(1)载带氯乙酰基的聚醚砜的制备：①所用的化学原料：氯仿、聚醚砜粉末、氯乙酰氯、无水三氯化铝、无水乙醇、去离子水，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：氯仿：聚醚砜粉末：氯乙酰氯：无水三氯化铝：无水乙醇：去离子水＝27.5～28.75：1.5：1～1.25：1.125：45：17.5；②载带氯乙酰基的聚醚砜的制备：首先将氯仿和聚醚砜粉末依次倒入磨口的四颈玻璃烧瓶中，接着用铁架台将四颈烧瓶固定在智能数显电热套上；四颈烧瓶侧面的一个口安装氮气通入管，四颈烧瓶侧面处的另一个口连接装有氧化钙和活性炭的吸收装置，吸收反应挥发的氯仿和反应产生的氯化氢；四颈烧瓶中央处的一个口用磨口玻璃塞封堵，用于后续填加药品，四颈烧瓶中央处的另一个口插入温度计，随时观察并控制反应体系的温度；四颈烧瓶安装固定后，先不开启智能数显电热套的加热按钮，缓慢旋转电热套的转速按钮，调节转速为450r/min，室温下磁力搅拌使聚醚砜粉末充分溶解，呈粘稠状；将氯乙酰氯用移液枪逐滴滴加到氯仿和聚醚砜混合溶液中，滴加完毕后，聚醚砜在氯仿中均匀分散且混合溶液颜色为乳白色，混合溶液室温下磁力搅拌10min，将四颈玻璃烧瓶取下并将其置于超声波振荡器中对溶液进行超声振荡处理，使聚醚砜和氯乙酰氯在氯仿溶液中充分反应，超声波功率为200W，超声波频率为40KHz，超声处理时间为15～20min，超声水浴温度为40～50℃；混合溶液经超声震荡处理后，再将盛有混合溶液的四颈烧瓶固定安装在智能数显电热套上，调节电热套的加热按钮控制四颈玻璃烧瓶内溶液温度为40～50℃，待温度稳定后向烧瓶中加入无水三氯化铝，加入无水三氯化铝的方式是每隔10min添加三分之一，每加完一次，四颈烧瓶中混合溶液的颜色就会加深，由初始乳白色溶液变为淡黄色，且出现块状固体；自加无水三氯化铝始至聚醚砜粉末氯乙酰化反应结束，反应时间历时7h，整个氯乙酰化反应过程需要通入氮气保护，通入氮气的流速为15mL/min；待聚醚砜粉末氯乙酰化反应结束后，将四颈烧瓶从智能数显电热套上慢慢地取下来，静置冷却至室温，首先将烧瓶内的上清液到入废液回收瓶中并收集反应得到的块状固体，接着用无水乙醇和去离子水反复清洗反应得到的固体，以洗净固体表面残留的氯仿、无水三氯化铝和氯乙酰氯，清洗步骤是先将三分之一的无水乙醇倒入四颈烧瓶中，并用玻璃棒挤压固体，待无水乙醇溶液浑浊、固体变硬变白后，将浑浊的无水乙醇洗涤液倒入废液回收瓶中，接着再将三分之一的无水乙醇倒入四颈烧瓶中继续洗涤白色固体，此时无水乙醇溶液稍微有些浑浊，将无水乙醇洗涤液倒入废液回收瓶；然后将去离子水倒入四口烧瓶中，浸泡白色固体15min，此刻坚硬的白色固体出现变软现象，用玻璃棒挤压变软的白色固体，将去离子水洗涤液倒入废液回收瓶后，再将三分之一无水乙醇加入到四颈烧瓶中，此时固体又变硬变白，但无水乙醇洗涤液为澄清，表明反应得到固体物中残留的各反应物已经被清洗干净；最后将得到的白色固体物置于温度为40～50℃的烘箱中烘干处理，烘干时间为9～10h，此过程为聚醚砜的氯乙酰氯改性处理，烘干后的白色固体即为载带氯乙酰基的聚醚砜；(