[发明专利]一种亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜及其制法与应用

权利要求书

1.一种亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜的制备方法，其特征在于：包含以下具体步骤：

(1)亲水聚合物改性Kevlar纤维的制备：

将Kevlar纤维溶于有机溶剂中，加入助剂和强碱，加热搅拌分散，得到Kevlar纳米纤维分散体；向Kevlar纳米纤维分散体中加入含炔基卤化物，于30～60℃反应8～10h，加水沉淀纯化后，得到纯化物；将纯化物溶于有机溶剂中，加入抗坏血酸钠、饱和硫酸铜溶液与水溶性高分子进行点击反应，纯化后，得到亲水聚合物改性Kevlar纤维；

(2)亲水性Kevlar纤维支撑层的制备：

将步骤(1)中的亲水聚合物改性Kevlar纤维溶于有机溶剂中，加入助剂和强碱，加热搅拌分散，得到纤维分散体；然后加入成孔剂，搅拌分散均匀，得到铸膜液；将铸膜液在玻璃板上涂成厚度为80～250um膜，在25～120℃下蒸发溶剂1～10min，放入凝胶浴中浸泡，得到凝胶膜；将凝胶膜放入水中浸泡去除成孔剂，再于40～200℃热处理2～8h，得到亲水性Kevlar纤维支撑层；

(3)亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜的制备：

将步骤(2)制得的亲水性Kevlar纤维支撑层浸泡于间苯二胺的水溶液中15～30min；然后将亲水性Kevlar纤维支撑层捞出，浸泡在均苯三甲酰氯的正己烷溶液中，反应30～120s；再将亲水性Kevlar纤维支撑层捞出，晾干，于70～100℃热处理10～20min，得到亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜。

2.根据权利要求1所述亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述有机溶剂与Kevlar纤维的质量比为(4～16)：(100～200)；

步骤(1)中所述助剂用量为有机溶剂质量的2～3％；

步骤(1)中所述强碱的用量为Kevlar纤维质量的1～3倍；

步骤(1)中所述含炔基卤化物的用量为Kevlar纤维质量的5～20％；

步骤(1)中所述水溶性高分子的用量为Kevlar纤维质量的5～20％；

步骤(1)中所述抗坏血酸钠的用量为Kevlar纤维质量的5～20％；

步骤(1)中所述饱和硫酸铜溶液的用量为Kevlar纤维质量的5～20％。

3.根据权利要求1所述亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述有机溶剂为极性有机溶剂；步骤(2)中所述有机溶剂为极性有机溶剂；

步骤(1)中所述助剂为碱金属盐；步骤(2)中所述助剂为碱金属盐；

步骤(1)中所述强碱为无机碱或有机碱；步骤(2)中所述强碱为无机碱或有机碱。

4.根据权利要求3所述亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜的制备方法，其特征在于：

所述极性有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；

所述碱金属盐为氯化锂和氯化钙中的至少一种；

所述无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢化甲和氢化钠中至少一种；所述有机碱为二异丙基氨基锂、乙醇钠、四乙基氢氧化铵和叔丁醇钾中的至少一种。

5.根据权利要求1所述亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述含炔基卤化物为溴代丙炔、氯代丙炔、5-氯-1-戊炔、1-溴-2-丁炔中的至少一种；

步骤(1)中所述水溶性高分子为聚乙二醇单甲醚叠氮物、聚氧化乙烯叠氮物和聚丙烯酸叠氮物中的至少一种；

步骤(2)中所述成孔剂为PEG-1000、PEG-600和PVP-15中的至少一种；

步骤(2)中所述凝胶浴的组分为DMSO/蒸馏水。

6.根据权利要求1所述亲水聚合物改性纤维复合正渗透膜的制备方法，其特征在于：

步骤(2)中所述亲水聚合物改性Kevlar纤维与有机溶剂的质量比为(4～16)：(100～200)；

步骤(2)中所述助剂的用量为有机溶剂质量的2～2.5％；

步骤(2)中所述强碱的用量为亲水聚合物改性Kevlar纤维质量的0.5～3倍；

步骤(2)中所述成孔剂的用量为亲水聚合物改性Kevlar纤维质量的5～50％；

步骤(3)中所述间苯二胺的水溶液的浓度为18g/L～25g/L；

步骤(3)中所述均苯三甲酰氯的正己烷溶液的浓度为2g/L～5g/L。