[发明专利]纳滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及分离膜领域，具体涉及一种纳滤膜、该纳滤膜的制备方法以及该纳滤膜在水处理过程中的应用。该纳滤膜包括支撑层和聚酰胺分离层，其中，所述聚酰胺分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面与多元酚类化合物交联，所述多元酚类化合物与多价金属阳离子螯合。本发明的纳滤膜由于通过单宁酸与聚酰胺分离层中残留氨基反应，能够提高聚酰胺表面的交联密度，而且多价金属阳离子与单宁酸之间的螯合作用进一步提高了膜表面的交联程度，从而显著提高膜的截盐率。

技术领域

本发明涉及分离膜领域，具体涉及一种纳滤膜、该纳滤膜的制备方法以及该纳滤膜在水处理过程中的应用。

背景技术

膜分离技术是在20世纪初出现，并在20世纪60年代后迅速崛起的一种分离新技术。由于膜分离技术既具有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又具有高效、节能、环保、分子级过滤、过滤过程简单、易于控制等特性，被广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，并产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

膜分离技术的核心就是分离膜。根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜。其中，纳滤膜由于其独特的分离性能，以及较低的操作压力，成为水处理领域的关键膜技术之一。纳滤膜的孔径一般在1nm左右，是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性半透膜。由于其特有的分离性能，纳滤膜被广泛应用于地下水软化、果汁浓缩、天然药物分离以及海水淡化等领域。

目前商品化的纳滤膜大多是聚酰胺复合膜结构，由多元胺与多元酰氯在多孔支撑层上通过界面聚合形成。该类复合膜的具有良好的透水性，但对二价离子的截留率只有98％左右。因此，开发出对二价离子具有优异截留性能的大通量纳滤膜，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异截盐率及透水性的纳滤膜及其制备方法和该纳滤膜在水处理过程中的应用。

本发明的发明人经过深入研究发现，通过多元酚类化合物可以与聚酰胺分离层中残留氨基反应，能够提高聚酰胺表面的交联密度，从而提高膜的截盐率；并且利用多价金属阳离子与多元酚类化合物之间的螯合作用可以进一步地提高膜的截盐率。由此完成了本发明。

即，本发明一方面提供一种纳滤膜，该纳滤膜包括支撑层和聚酰胺分离层，其中，所述聚酰胺分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面与多元酚类化合物交联，所述多元酚类化合物与多价金属阳离子螯合。

本发明第二方面提供一种纳滤膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)在支撑层的一个表面上形成聚酰胺分离层，得到复合膜；

(2)将步骤(1)得到的复合膜与多元酚类化合物进行第一接触，使所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联反应；

(3)将步骤(2)得到的复合膜与多价金属阳离子进行第二接触，使所述多价金属阳离子与多元酚类化合物进行螯合。

本发明还提供了由上述方法制备得到的纳滤膜。

另外，本发明还提供了上述纳滤膜在水处理过程中的应用。

根据本发明的纳滤膜，由于通过单宁酸与聚酰胺分离层中残留氨基反应，能够提高聚酰胺表面的交联密度，而且多价金属阳离子与单宁酸之间的螯合作用进一步提高了膜表面的交联程度，从而显著提高膜的截盐率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。