[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，公开了一种纳滤膜及其制备方法和应用。该纳滤膜包括相互贴合的支撑层和聚酰胺分离层，所述聚酰胺分离层由多元胺类化合物和酸酐的反应产物与多元酰氯进行界面聚合得到。本发明的纳滤膜同时具有高水通量和高截盐率。

技术领域

本发明涉及分离膜领域，具体地，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，对不同价态离子具有不同的截留性能，因此，在不大幅影响其截留性能的条件下，能显著提高纳滤膜的通量是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的纳滤膜水通量和截盐率差的问题，提供一种纳滤膜及其制备方法和应用，该纳滤膜同时具有高水通量和高截盐率。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种一种纳滤膜，该纳滤膜包括相互贴合的支撑层和聚酰胺分离层，所述聚酰胺分离层由多元胺类化合物和酸酐的反应产物与多元酰氯进行界面聚合得到。

优选地，所述纳滤膜对硫酸镁的截盐率为97％以上，优选97.5％以上，更优选为98％以上。

优选地，所述多元胺类化合物为聚乙烯亚胺、间苯二胺、对苯二胺、哌嗪、邻苯二胺和均苯三胺中的一种或多种。

更优选地，所述多元胺类化合物为聚乙烯亚胺和哌嗪的混合物。

更优选地，所述多元胺类化合物为质量比为0.1-100：1的聚乙烯亚胺和哌嗪的混合物。

优选地，所述多元酰氯为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯中的一种或多种。更优选地，所述多元酰氯为均苯三甲酰氯和对苯二甲酰率的混合物。

优选地，所述酸酐为马来酸酐、乙酸酐、邻苯二甲酸酐、硫酸酐、硝酸酐和丙烯酸酐中的一种或多种。

优选地，所述多元胺类化合物与所述多元酰氯的质量浓度比为1-100：1，更优选为5-50：1，进一步优选为10-40：1，更进一步优选为15-35：1，更进一步优选为18-25：1。

优选地，所述多元胺类化合物与所述酸酐的摩尔比为1：0.01-10，更优选为1：0.05-2。

优选地，所述支撑层由聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、酚酞型非磺化聚芳醚砜、聚醚砜和聚砜中的一种或多种制成。

优选地，所述支撑层的厚度为90-150μm，优选为100-120μm。

优选地，所述聚酰胺分离层的厚度为0.01-0.5μm，优选为0.05-0.3μm。

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)将多元胺类化合物的水溶液与酸酐接触，使多元胺类化合物中的氨基与酸酐反应；