[发明专利]一种复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合纳滤膜，该复合纳滤膜以改性间位芳纶中空纤维膜为基膜，在基膜上采用多元胺、二氨基苯类的氟化物与多元酰氯通过界面聚合反应形成超薄的聚酰胺层，并提供了一种制备该复合纳滤膜的方法。采用本发明的技术方案，所制得的复合纳滤膜在0.5MPa下的纯水通量≥50L/(m²·h)，对2g/L的二价阳离子盐溶液的脱盐率≥80％，且所需成本较低，易于工业化；此外，所采用的制备方法简单，反应条件温和，性能稳定，具有较大的市场应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子纳滤膜技术领域，特别涉及一种复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤(NF)是一种介于超滤(UF)和反渗透(RO)之间的一种膜分离技术。纳滤膜制备方法主要有相转化法、浸涂法、表面接枝聚合法和界面聚合法，其中界面聚合法是在超滤基膜上通过界面聚合的方法制备出纳滤功能分离层的制备技术。由于该方法操作简单、优点明显，因此该制备技术目前已经被大规模的应用在商业化纳滤膜的制备中。

例如，中国专利CN105617875A公开了一种高通量中空纤维复合纳滤膜及其制备方法，其以聚偏乙烯、聚丙烯腈、聚砜等制膜聚合物制备的中空纤维膜为支撑层，且在支撑层上采用多元胺和多元酰氯经界面聚合反应得到分离层，进而得到中空纤维复合纳滤膜，该复合纳滤膜在0.5MPa压力下，纯水通量为45L/(m²·h)，对1.0g/L MgSO₄水溶液中MgSO₄的脱盐率为90％以上。

随着膜分离技术日渐广泛的应用在各领域当中，现有的膜材料因其稳定性、通量、截留率等方面的性能已经不能满足其发展的需求，因此带动和促进了各研发主体对制膜材料和膜性能的深入研究，其发展趋势是开发具有耐热、耐酸碱、耐氧化、高水通量、高截留率、耐氯和抗污染等高性能的膜材料。而芳香族聚酰胺作为一种合成高分子材料，其大分子主链结构中存在苯环，因此其具有良好的耐压密性、热稳定性、成膜性和化学稳定性等优异性能。由于其具有这些独特的优异性能，从而逐渐进入科研工作者的视线，使其在膜技术领域得到越来越广泛的应用。

例如，陈明星等以聚间苯二甲酰间苯二胺为成膜聚合物，采用干-湿法纺丝技术制备PMIA中空纤维膜，该膜具有良好的亲水性，对牛血清蛋白截留率可达92％以上(出自《高分子学报》，2016年第4期428-435页)。任晓晶等以芳香聚酰胺为原料，采用相转化法通过正交实验，制备了芳香聚酰胺纳滤膜(出自《水处理技术》2007年第33卷第6期)。该膜在0.4MPa下对蔗糖的截留率为63.74％，对葡萄糖的截留率为54.36％。然而以上芳香聚酰胺中空纤维膜均未提及对盐溶液的脱除效果，且现有的复合纳滤膜仍有一些缺点或不足，如所需成本较高，或纯水通量较低，或盐截留率较低，又或制备工艺较为复杂等。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种复合纳滤膜，所述复合纳滤膜包括基膜和分离层，所述复合纳滤膜在0.5MPa下的纯水通量≥50L/(m²·h)，其中，所述分离层复合在基膜上，即在基膜表面上进行反应得到分离层。

作为一种实施方式，所述复合纳滤膜在0.5MPa下，对2g/L的二价阳离子盐溶液中二价阳离子盐的脱盐率≥80％。作为一种实施方式，所述复合纳滤膜在0.5MPa下，对2g/L的二价阳离子盐溶液中二价阳离子盐的脱盐率≥90％。其中，2g/L二价阳离子盐溶液可通过常规方法来配制，即可通过将二价阳离子盐(无水或含有结合水)溶于去离子水配制而得。

本发明所制备的复合纳滤膜在0.5MPa下的纯水通量可达到60L/(m²·h)，且对2g/L的二价阳离子盐溶液中二价阳离子盐的脱盐率仍可达到90％；该复合纳滤膜的纯水通量还可达到更高，如达到70L/(m²·h)左右，此时其对二价阳离子盐的脱盐率仍可达到85％以上；该复合纳滤膜的纯水通量甚至可以达到90L/(m²·h)以上，但此时其对二价阳离子盐的脱盐率会低于80％。