[发明专利]一种阴离子通道膜

说明书

本发明涉及一种截留溶解于水中阴离子染料的聚酰胺膜，涉及一种高分子膜材料的制备及其在有机污染物废水处理中的应用。带有磺酸基的聚酰胺6溶于溶剂中，会发生一定的双亲自组装，从而在溶液中形成一定尺寸的纳微米级粒子。通过浸没沉淀法制膜，调整铸膜液配方和凝固浴配方，控制高聚物凝固过程，使带负电荷的磺酸基分布在膜表面和膜孔道中，制备表面和孔道布满磺酸基的水通道分布阴离子的膜，通过电荷斥力作用截留水溶液中的阴离子染料。为含染料污水的处理提供了一种新材料。

技术领域

本发明涉及一种截留水溶液中阴离子的聚酰胺6膜，涉及一种高分子膜材料的制备和在有机污染物废水处理中的应用。

背景技术

染料污水具有有机物含量高、浓度高、成分复杂、高pH等特点，属于难处理工业废水。随着我国对工业污染治理力度加大，对环境保护的要求不断提高，对染料污水进行高质量、高效率的处理成为主要公关方向。采用膜处理染料污水具有去除率高、节能等优势，但是严重的膜污染和较高的操作压力都制约了膜技术的应用。开发高效率、耐污染的膜材料，用于染料废水的处理迫在眉睫。阴离子染料大都含有可解离的磺酸基，主要用于对尼龙、羊毛等进行染色。多种阴离子染料结构中都伴有芳香偶氮基团的存在，在自然水体下会降解成强致癌物质。因此，开发可截留含阴离子染料的水处理膜是水污染治理领域的重要课题。

基于高分子双亲自组装机理构筑的膜结构，为制备表面及孔道中均带有电荷的膜材料提供了一种新思路。利用带有磺酸基的聚酰胺在一定的溶剂中可以形成疏水基团为核，磺酸基分布于表面的自组装粒子的特性，制备铸膜液。通过调整凝固浴的配方，控制湿膜进入凝固浴后的相分离速度，实现微颗粒聚合物团聚体堆积成膜。该膜的表面布满可解离的磺酸基，且聚合物团聚体微颗粒的表面也布满磺酸基，因而由微颗粒间隙构成的膜孔道内壁也布满磺酸基，从而构筑了表面和孔道均布满磺酸基的阴离子通道膜。该膜是一种超滤膜，孔径和孔隙率均在商品化的超滤膜范围内。但其通过电荷相斥机理，展现出对带负电荷物质，特别是阴离子染料的截留性能。因而是一种高通量、高截留的含阴离子染料废水处理膜。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，制备一种阴离子通道膜。

本发明的技术方案概述如下：

一种阴离子通道膜，其特征在于将带有磺酸基的聚酰胺6溶解于溶剂中，添加或不添加阴离子表面活性剂配制成铸膜液，制备成平板膜，在空气中静置1～5分钟，浸没于凝固浴中，带有磺酸基的聚酰胺6固化后得到截留阴离子染料的阴离子通道膜。

带有磺酸基的聚酰胺6是结构I和II中的一种或两种混合，

I和II的结构式分别如下：

I是5-磺基水杨酸与ε-己内酰胺的共聚产物，共聚单体的质量比为：

5-磺基水杨酸∶ε-己内酰胺＝(0.5～5)∶100(wt∶wt)

II是5-磺基-2-氨基-苯甲酸与ε-己内酰胺的共聚产物，共聚单体的质量比为：

5-磺基-2-氨基-苯甲酸∶ε-己内酰胺＝(0.5～5)∶100(wt∶wt)

阴离子表面活性剂的结构是烷基硫酸钠(通式为A)和磺基硫酸钠(通式为B)中的一种或几种混合，

A和B的结构式分别如下：

n＝10～25的整数

溶剂为甲酸、浓硫酸、N，N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种混合；

凝固浴为去离子水与其他溶剂按一定体积百分比配制的混合溶液；其他溶剂包括乙醇、甲酸、浓硫酸、N，N-二甲基乙酰胺及N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种，：

水的体积百分比为：60～100％；