一种抗污染聚醚砜膜的制备方法及其应用.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CN105688691A(43)申请公布日2016.06.22(21)申请号201610128277.1(22)申请日2016.03.07(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人周建成殷俊王苑婷许景程李乃旭李璟(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.B01D71/68(2006.01)B01D71/60(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种抗污染聚醚砜膜的制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及一种表面接枝聚二甲基硅氧烷的抗污染聚醚砜膜的制备方法及其应用。该膜材料的制备是通过以下三步完成的，即先通过浸没沉淀相转换法制备聚醚砜基膜；然后在其表面接枝上具有高度反应活性的聚多巴胺分子层；最后利用膜表面聚多巴胺分子层上的活性醌基和氨基封端的聚二甲基硅氧烷发生迈克尔加成反应，制备表面接枝有聚二甲基硅氧烷(PDMS)的聚醚砜膜。该膜材料的制备方法简单，无需苛刻的反应条件，处理油水乳液时，截留率高达100％，通量衰竭率可降至13.9％，通量恢复率高达94.0％，在含油污水处理领域具有广泛的应用前景。CN105688691ACN105688691A权利要求书1/1页1.一种抗污染聚醚砜膜的制备方法，其特征在于该制备方法按照下述步骤进行：1)以聚醚砜为成膜材料，以N，N-二甲基乙酰胺为溶剂配制铸膜液，在20-60℃下，搅拌2-12h，脱泡4-12h后刮膜，在空气中放置10-30s后，放入10-50℃水浴中凝固成膜，得到聚醚砜基膜；2)将多巴胺溶于碱性缓冲溶液中，制成浓度为0.5-12.0g/L的多巴胺缓冲溶液，将上述制备的聚醚砜基膜的过滤面朝下浸入到新鲜配制的多巴胺缓冲溶液中，20-60℃下反应0.5-24h，将膜取出用去离子水冲洗，得到表面接枝有聚多巴胺分子层的聚醚砜膜；3)将氨基封端的聚二甲基硅氧烷NH2-PDMS-NH2溶于乙醇中制成浓度为0.5-5.0g/L的溶液，将表面接枝有聚多巴胺分子层的聚醚砜膜置于其中，在20-60℃下反应0.5-24h，将膜取出后用乙醇冲洗得到表面接枝有聚二甲基硅氧烷的聚醚砜膜。2.根据权利要求1所述的抗污染聚醚砜膜的制备方法，其特征在于步骤1)中聚醚砜在铸膜液中的浓度为10.0-18.0wt％。3.根据权利要求1所述的抗污染聚醚砜膜的制备方法，其特征在于步骤2)中碱性缓冲溶液为pH＝7.2的巴比妥钠-盐酸缓冲溶液、pH＝8.5的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液、pH＝9.4的甘氨酸-氢氧化钠缓冲溶液或pH＝10.3的碳酸钠-碳酸氢钠缓冲溶液中的一种。4.根据权利要求1所述的抗污染聚醚砜膜的制备方法，其特征在于步骤3)中所用的NH2-PDMS-NH2分子量为1000-4000。5.一种由权利要求1、2、3或4所述的方法制备的抗污染聚醚砜膜的的应用，其特征在于，该膜材料表面接枝无毒的聚二甲基硅氧烷PDMS低表面能链段能够有效抵御油滴的吸附，可以用来高效、绿色的处理油水乳液。2CN105688691A说明书1/4页一种抗污染聚醚砜膜的制备方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及一种表面接枝聚二甲基硅氧烷抗污染聚醚砜膜制备方法，属于膜表面改性技术领域，表面改性后的聚醚砜膜具有抗油滴污染、低通量衰竭的功效。背景技术[0002]随着工业的高速发展，每天有大量的油(原油、有机物等)进入到水体中，形成含油污水。仅以采油行业为例，全球平均每天排出2.5～10亿桶的含油污水。如果不经过处理就直接排放，会造成严重的环境污染问题，不仅仅会恶化水体，破坏水资源，影响农作物的生长而且还会威胁到野生动物的生存以及人体健康。相对于传统的含油污水处理方法存在的诸多弊端，膜技术作为一种高效、节能、环保的新型分离技术，被认为是处理含油污水最有效的办法。[0003]聚醚砜材料具有很好的热稳定性和化学稳定性，特别是抗臭氧氧化性能很好，是常用的膜材料。然而由于其自身的疏水性质，在油水处理的过程中，油滴易通过疏水作用吸附、沉积在膜表面及膜孔表面造成膜污染。引起膜的通量迅速减少，必须对膜进行物理或者是化学清洗，不仅会导致费用的增加，还会引起膜分离性能的下降。因此，需要对聚醚砜膜进行改性，以提高其抗污染能力。[0004]早期的研究方向大多集中在通过提高聚醚砜膜的亲水性，可以在膜表面吸附大量的水分子，进而形成水化层，有效地避免油滴与膜表面直接接触，阻碍油滴在膜表面的吸附沉积，从而提高膜的抗污染能力。然而油类污染物具有非常低的表面能，油滴粒子极易发生聚结、迁移及铺展，进而形成连续的油膜，堵塞膜孔，导致通量急剧下降。因此对聚醚砜膜进行改性，只是