[发明专利]一种荷正电复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种荷正电复合纳滤膜，该复合纳滤膜以改性间位芳纶中空纤维膜为基膜，在基膜表面上采用荷正电聚电解质、多元胺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0.3MPa下的纯水通量≥24L/(m²·h)，对2g/L的二价阳离子盐溶液的盐脱盐率≥90％，且所需成本较低，易于工业化；此外，所采用的制备方法简单，易于操作，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，特别涉及一种荷正电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。纳滤膜对于高价、二价盐和小分子有机物有较好的分离性能，还具有操作压力低，纯水通量大，成本更低等优点，在水软化、脱盐、废水处理等领域具有广泛的应用前景。而目前纳滤膜的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。

目前商品纳滤膜多为负电荷纳滤膜。负电荷纳滤膜对正价金属离子的截留效应主要依靠静电位阻效应，因此为了得到对二价级以上价态的金属离子去除率较高的纳滤膜，必须将膜的孔径制备的更小，但这将导致膜的操作压力增加，进而导致膜分离过程的成本增加。为解决这一问题，人们研究正电荷纳滤膜，因为正电荷纳滤膜具有亲水性强及对正电荷离子排斥作用力强等优点；由于其具有较高的亲水性能，因此正电荷纳滤膜具有较高的水通量。

专利CN105013333A公开了一种正电荷复合纳滤膜及其制备方法，其在聚丙烯或聚丙烯腈的无纺布上复合一层基膜后，再复合一层正电荷分离层，制备得到复合纳滤膜，该纳滤膜在0.8MPa操作压力下，水通量为16～20L/(m²·h)，其水通量较低，制备方法也较为复杂。

现有的荷正电复合纳滤膜，其通量和脱盐率较低，或制备方法较为复杂，且还未曾见有采用芳纶中空纤维膜为基膜来制备的荷正电纳滤膜。芳纶中空纤维作为一种合成高分子材料，具有酰胺基团，亲水性好，还具有优良的机械性能、热稳定性和耐腐蚀性能，且成本较低，更易于工业化生产。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种荷正电复合纳滤膜，所述荷正电复合纳滤膜包括基膜和分离层，所述荷正电复合纳滤膜在0.3MPa下的纯水通量≥24L/(m²·h)，该纯水通量还可达到30L/(m²·h)以上。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，所述荷正电复合纳滤膜在0.3MPa下，对2g/L二价阳离子盐溶液中二价阳离子盐的脱盐率≥90％。作为另一种实施方式，所述荷正电复合纳滤膜在0.3MPa下，对2g/L二价阳离子盐溶液中二价阳离子盐的脱盐率可达到95％。

作为一种实施方式，本发明所制备的荷正电复合纳滤膜在0.3MPa下的纯水通量可达到37L/(m²·h)，且对2g/L二价阳离子盐溶液中二价阳离子盐的脱盐率仍可达到90％。作为另一种实施方式，该荷正电复合纳滤膜0.3MPa下对二价阳离子盐的脱盐率可达到95％，且其纯水通量仍可达到24L/(m²·h)以上。

作为一种实施方式，所述二价阳离子盐可为镁盐或钙盐，如硫酸镁、氯化镁、硝酸镁、氯化钙、硝酸钙等盐。