[发明专利]一种基于乳酸化壳聚糖的荷正电聚酰胺复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种基于乳酸化壳聚糖的荷正电聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，以乳酸化壳聚糖水溶液为水相，二元/多元酰氯或以不同比例混合酰氯的有机溶液为有机相，通过界面聚合反应制备荷正电复合纳滤膜。该制备方法反应迅速，操作简单，后续热处理条件可调，可实现连续化生产，有较好的产业化前景；制备得到的荷正电复合纳滤膜具有良好的截留性能，拓宽了纳滤膜的应用领域。

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，尤其涉及一种荷正电的聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，属于膜技术领域。

背景技术

纳滤膜具有纳米级的孔径，且表面荷电，是一种新型的压力驱动膜。纳滤技术具有操作压力低、节能环保等优势，在海水淡化，废水处理与分离浓缩领域得到广泛应用。

目前市场上的商品纳滤膜多为荷负电纳滤膜，在某些领域，如高价态金属离子的回收、阴极电泳漆废液的处理、荷正电氨基酸和蛋白质的分离等，荷负电的纳滤膜往往不能达到理想的工作效果，而荷正电纳滤膜在这些领域中具有独特的优势。因此，开发出新型的高性能荷正电纳滤膜是十分必要的。

壳聚糖是甲壳素大分子上部分脱乙酰作用得到的产物，其来源广泛，价格低廉，具有良好的成膜性。随着膜分离技术的发展，壳聚糖已被广泛应用于膜分离领域，并且壳聚糖分子上具有活性的胺基(-NH₂)和羟基(-OH),可对其进行修饰来获得特定的性能。中国专利201110004324.9采用涂覆交联的方法制备了一种荷负电的聚乙烯醇-壳聚糖纳滤膜，该膜对2000ppm的硫酸钠水溶液的截留率为91.8％；中国专利201610378412.8采用涂覆交联的方法制备了一种荷负电的壳聚糖磷酸酯复合纳滤膜，25℃、1.5MPa下该膜对2000ppm的硫酸钠水溶液的截留率达到87.6％。Miao J等采用涂覆交联的方法制备出了一种荷负电N,O-羧甲基壳聚糖/聚砜复合纳滤膜，15℃、0.4MPa下该膜对1000ppm的硫酸钠和氯化钠水溶液的截留率和水通量分别为92.7％、3.0L·m^-2·h^-1和30.2％、5.1L·m^-2·h^-1(J.Membr.Sci.,2006,280,478-484)。上述使用壳聚糖制备纳滤膜的方法制备得到的纳滤膜均为荷负电的纳滤膜，如前所述荷负电的纳滤膜在应用上存在着诸多限制。

关于使用壳聚糖制备荷正电的纳滤膜的方法，专利201310259009.X采用了涂覆交联的方法制备出了一种季铵盐型阳离子聚合物改性壳聚糖纳滤膜，在25℃、0.6MPa下该膜对氯化镁的截留率可达到98.5％，但是该制备方法存在制备工艺繁琐，对pH值要求严格，耗时长等缺点。

综上，现有技术中使用壳聚糖制备纳滤膜多采用涂覆交联的方法，该方法存在制备工艺复杂，条件苛刻，耗时长，不易实现连续化制备等缺点，难以实现产业化。

发明内容

本发明针对荷负电的纳滤膜在应用上存在的不足以及现有技术中壳聚糖制备纳滤膜的方法存在的不足，提供一种基于乳酸化壳聚糖的荷正电聚酰胺复合纳滤膜的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于乳酸化壳聚糖的荷正电聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：

1)水相处理：将乳酸化壳聚糖置于水中溶解得到水相溶液，后将超滤基膜置于水相溶液中浸泡，使水相溶液充分深入超滤基膜的膜孔，浸泡过的超滤基膜除去表面多余的水相溶液后置于室温下晾干；

2)有机相处理：将二元/多元酰氯单体置于有机溶剂中溶解得到有机相溶液，后将经步骤1)中水相处理后的超滤基膜置于有机相溶液中浸泡，浸泡完毕后除去表面多余的有机相溶液；

3)热处理：将经步骤2)有机相处理后的超滤基膜置于30～120℃的环境下热处理10～60min，即得荷正电聚酰胺复合纳滤膜。