[发明专利]多孔有机材料/聚合物复合膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种多孔有机材料/聚合物复合膜及其制备方法和应用，该复合膜的制备是先通过化学合成制得多孔有机材料，然后在有机溶剂中将多孔有机材料与聚合物膜材料混合形成铸膜液，通过刮膜成型获得多孔有机材料/聚合物复合膜，并应用在含酚溶液优先透酚的渗透汽化分离。与现有技术相比，本发明利用了多孔有机材料良好的相容性、孔道结构以及对酚类的吸附选择性，将多孔有机材料应用于含酚溶液优先透酚的渗透汽化分离，明显提高了酚/水分离效果。

技术领域

本发明涉及一种渗透汽化膜分离领域，尤其是涉及一种多孔有机材料/聚合物复合膜及其制备方法和应用。

背景技术

含酚废水是一种污染广、废水量大而且难降解的工业有毒废水，其排放必须执行严格的标准。根据国家标准规定：中国允许含酚类物质排放标准为0.5mg·L^-1，正常饮用水中挥发酚的最高允许排放浓度为0.001mg·L^-1。根据这种要求，必须对含酚废水采取有效的处理措施。常见处理含酚废水的方法：一是改良工艺，降低含酚浓度或减少废水量；二是对含酚废水进行回收或处理。

一般来说，高浓度含酚废水通常是将废水浓缩后再回收或处理，含酚浓度很低的废水多用理化方法处理后达标排放。目前国内外含酚废水处理方法主要有溶剂萃取法、吸附法、氧化法、生化处理法和膜分离法等。而膜分离技术具有工艺简单、投资少、分离效率高和便于控制等优点，具有良好的经济优势和发展前景。

多孔材料与膜材料混合填充可改善膜机械性能，利用其孔道结构能提高膜的渗透通量，同时借助多孔材料的疏水性或化学改性来提高吸附选择性和扩散性能，从而提高膜的渗透汽化性能。但目前存在的主要问题在于多孔材料与膜材料相容性差，容易团聚，且疏水性需要进一步提高，因此选择合适的填充材料对于改善膜的分离性能很关键。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多孔有机材料/聚合物复合膜及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多孔有机材料/聚合物复合膜，包括聚合物膜材料和分散在聚合物膜材料中的多孔有机材料，所述的多孔有机材料为超交联聚合物。该多孔有机材料对酚类物质具有较好的吸附效果，在膜材料中具有良好的相容性，在渗透汽化中体现良好选择性。

本发明的多孔有机材料与聚合物膜材料相容性更好，相对于无机多孔材料，填充量明显提高。由于其化学结构和孔道特征，使其对于酚类物质有较好的吸附能力和选择性，具有较好的疏水性，能提高含酚水溶液渗透汽化的分离效果。

优选地，所述的超交联聚合物由芳香族反应物经Friedel–Crafts反应制得。

优选地，所述的超交联聚合物为多孔轻质粉末，比表面积在400～1500m²g^-1。

所述的聚合物膜材料为优先透有机物膜材料，包括聚醚嵌段共聚酰胺、聚氨酯、聚二甲基硅氧烷或聚偏氟乙烯等。

优选地，该复合膜中多孔有机材料的质量分数为1～30％。

多孔有机材料/聚合物复合膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将芳香族反应物溶解并加入催化剂，于50～80℃下冷凝回流并加热搅拌6～24h，用不同的溶剂超声洗涤并过滤产物，干燥后得到所述的多孔有机材料；

(2)将聚合物膜材料加入到有机溶剂中，在50～90℃下搅拌形成膜材料溶液，另取有机溶剂，并将多孔有机材料在其中超声分散形成均匀的悬浊液，然后将膜材料溶液和悬浊液混合，并继续在50～90℃下搅拌至均匀，形成铸膜液，静置脱泡；

(3)将铸膜液进行刮膜及成型，得到所述的多孔有机材料/聚合物复合膜。

优选地，步骤(1)中：