[发明专利]一种高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳滤膜改性方法，尤其涉及一种通过氧化石墨烯与磺化聚醚醚酮协同作用来制备高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的方法，属于膜制备技术领域。

背景技术

纳滤以其独特的分离特性受到人们越来越多的关注，纳滤膜在性能上介于反渗透和超滤膜之间，特别适合于分离分子量为200-1000范围内污染物及二价、高价无机盐等，且可保留对人体有益的部分离子。在饮用水净化、废水处理、生化产品的分级与浓缩、食品工业等众多领域发挥着自己独特的作用，展现出良好的应用前景。

如何提高膜的通量和抗污染能力是膜材料改性的主要问题之一，氧化石墨烯(GO)由于其含有大量的亲水性官能团，会使膜表面的亲水性提高，进而增强膜的抗污染性能，成为膜材料改性领域的研究热点。为解决氧化石墨烯与膜溶液的相容性，磺化聚醚醚酮(SPEEK)因含有磺酸基团(-SO3H)可以与GO之间形成氢键，提高了石墨烯在膜液中的分散性。同时，磺化聚醚醚酮(SPEEK)因磺酸基团(-SO3H)的引入也可以大大加强膜的亲水性和电荷性。CN104826505A公开了通过将氧化石墨烯和聚砜、聚醚砜等膜材料加入溶剂共混得到铸膜液，可以获得具有多孔结构的纳米氧化石墨烯改性膜产品，提高了膜通量和抗污染性。CN104275100A公开了通过在PVDF超滤膜上均匀的沉积一层由石墨烯与环糊精复合组装而成的复合纳滤膜，提高了其抗污染能力。目前，通过添加氧化石墨烯制备改性纳滤膜的专利很多，但是氧化石墨烯的加入虽然提高了膜的通量，但是膜的截留也会受到影响，

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种通过氧化石墨烯与磺化聚醚醚酮协同作用来制备高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的制备方法，其步骤如下：

(1)磺化聚醚醚酮的制备

将聚醚醚酮浓硫酸进行磺化，清洗至中性，干燥得到磺化聚醚醚酮；

(2)将0.01-1wt％氧化石墨烯加和0.01-10wt％磺化聚醚醚酮到N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)中，放入细胞粉碎机内处理，得到分散液；

(3)将添加剂加入氧化石墨烯和磺化聚醚醚酮的分散液，搅拌，随后加入已经干燥好的PMIA，于80℃下溶解，机械搅拌后真空脱泡备用，刮制成膜，得到所述的高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜。

本发明提出将氧化石墨烯与磺化聚醚醚酮二者协同作用来提高聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的通量和抗污染性能，具有较好的应用前景。

采用本发明的方法，在保持截留率上升的情况下，所制备的纳滤膜接触角从原来的78°左右降低至45°左右，膜通量由原来的62.05L/m²/h提高到89.12L/m²/h-125.76L/m²/h，截留率由原来的44％提高到55％左右，大大提高了膜的亲水性和抗污染性能。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

一种高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的制备方法：

(1)磺化聚醚醚酮的制备，将聚醚醚酮浓硫酸进行磺化，清洗至中性，干燥得到磺化聚醚醚酮。

(2)将0.05wt％的氧化石墨烯和1wt％磺化聚醚醚酮加入到N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)中，放入细胞粉碎机内处理。将5％的LiCl加入氧化石墨烯和磺化聚醚醚酮的分散液，搅拌，随后加入已经干燥好的20％的PMIA，于80℃下溶解，机械搅拌后真空脱泡备用，刮制成膜。得到的改性纳滤膜通量由原来的62.05L/m²/h提高到89.12L/m²/h，截留率由原来的44％提高到55％，接触角由原来的78°降到58°。

实施例2

一种高通量和抗污染的聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的制备方法：

(1)磺化聚醚醚酮的制备，将聚醚醚酮浓硫酸进行磺化，清洗至中性，干燥得到磺化聚醚醚酮。