[发明专利]基于气/液界面反应的薄层复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于气/液界面反应的薄层复合膜的制备方法，包括：(1)将疏水性的聚合物多孔基膜漂浮在沉积液表面，在10～90℃条件下反应0.1～12小时，在气/液界面处的聚合物多孔基膜上形成薄膜结构；所述的沉积液为pH＝6～10的多酚单体和多胺单体的溶液；(2)将步骤(1)中反应后的聚合物多孔基膜置于交联剂溶液中交联反应，聚合物多孔基膜上薄膜结构交联成选择性功能皮层，得到所述的基于气/液界面反应的薄层复合膜。该制备方法可控性强。本发明还公开了上述制备方法所制备的薄层复合膜，该薄层复合膜可应用于纳滤、反渗透、正渗透或渗透气化中。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种基于气/液界面反应的薄层复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

薄层复合膜是指由多孔支撑层与致密分离薄层复合而成的一类分离膜材料，其具有耐高压、高通量、高选择性等优点，被广泛应用于在纳滤、正/反渗透、渗透气化等领域。目前，制备薄层复合膜的方法主要有界面聚合、层层自组装、表面涂覆、化学气相沉积等。

例如，公开号为CN105498547A的中国专利公开了一种中空纤维复合纳滤膜的制备方法，将碳纳米管等填料加入界面聚合反应中，从而使之包埋在纳滤膜的分离层中，提升了纳滤膜的性能。

公开号为CN106268322A的中国专利公开了一种层层自组装氧化石墨烯/季铵化壳聚糖荷正电复合纳滤膜及其制备方法，其在聚醚砜超滤膜的表面利用氧化石墨烯和季铵化壳聚糖带有想相反的电荷，进行电荷组装。制备得到了表面带有不同电荷的薄层复合纳滤膜。

公开号为CN106310977A的中国专利公开了一种单宁酸与Fe³⁺共涂覆制备复合纳滤膜的方法，将超滤膜浸入单宁酸和Fe³⁺的水相溶液里面种，利用二者的配位作用，在超滤膜表面形成致密的网络结构，从而制备出单宁酸与Fe³⁺涂覆交联的复合纳滤膜。

公开号为CN103212305A的中国专利公开了一种定向碳纳米管纳滤膜的制备方法，采用化学气相沉积法生长垂直排列的碳纳米管阵列，将所述的碳纳米管阵列夹持在两平板之间，施加压力，同时沿水平相反方向推动两平板，获得水平定向排列的碳纳米管薄膜；浸入液体溶剂，5-30分钟后取出；在自然通风条件下放置2-24小时，待溶剂完全蒸发后从平板表面剥离，得到水平致密排列的定向碳纳米管薄膜；以碳纳米管间的均匀孔隙为气体及液体分子的过滤孔道，获得定向碳纳米管纳滤膜。

已经报道的薄层复合膜制备方法中，界面(包括液/固、气/固、液/液界面)在薄膜的形成过程中至关重要。如界面聚合物发生在油水液/液界面，层层组装和表面涂覆则需在固/液界面进行，化学气相沉积法则发生在气/固界面。目前尚无利用气/液界面制备高性能薄膜复合膜的方法。

发明内容

本发明提供了一种基于气/液界面反应的薄层复合膜及其制备方法和应用，该制备方法可控性强。

一种基于气/液界面反应的薄层复合膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将疏水性的聚合物多孔基膜漂浮在沉积液表面，在10～90℃条件下反应0.1～12小时，在气/液界面处的聚合物多孔基膜上形成薄膜结构；

所述的沉积液为pH＝6～10的多酚单体和多胺单体的溶液；

所述的多酚单体为多巴胺、多巴、邻苯二酚、去甲肾上腺素、邻苯三酚、单宁酸、茶多酚中的至少一种；

所述的多胺单体为聚乙烯亚胺、聚烯丙胺盐酸盐、壳聚糖、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙胺、哌嗪、间苯二胺、对苯二胺中的至少一种；

(2)将步骤(1)中反应后的聚合物多孔基膜置于交联剂溶液中交联反应，聚合物多孔基膜上薄膜结构交联成选择性功能皮层，得到所述的基于气/液界面反应的薄层复合膜。