[发明专利]一种耐氯复合陶瓷纳滤膜的制备方法

说明书

本发明提供一种耐氯复合陶瓷纳滤膜的制备方法，选用传统的哌嗪/均苯三甲酰氯界面聚合制备耐氯性优良的陶瓷纳滤膜，并利用界面活性基团与含羟基的耐氯性优良的高分子膜材料进行反应形成同样具有优良耐氯性能的酯基；由于耐氯性优良的高分子膜材料的引入，在确保纳滤膜对次氯酸钠耐受性能的同时，获得对无机盐离子的高截留性能。

技术领域

本发明涉及净水技术领域，具体涉及一种耐氯复合陶瓷纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤是一种性能介于超滤和反渗透之间的压力驱动型膜分离技术，其研究始于20世纪70年代末。与超滤及反渗透不同的是，纳滤的分离机理除了纳米级微孔筛分效应外，还基于荷电效应，这主要是由于纳滤膜表面带有丰富的电荷，可以通过静电斥力作用排斥溶液中与膜上所带电荷相同的离子，从而具有较高的选择分离性。纳滤膜的制备方法包括相转化法、界面聚合法、层层组装法、化学交联法等，目前市场上主流的纳滤膜基本上由界面聚合法制备获得，包括聚哌嗪酰胺纳滤膜以及聚芳香酰胺纳滤膜，其中聚哌嗪酰胺纳滤膜具有较高的选择分离性，能透过大部分的单价离子而截留多价离子及有机分子，适用于特种分离等领域；而聚芳香酰胺纳滤膜对包含单价离子在内的无机盐及有机分子具有更高的脱除率，适用于中水回用、废水处理及饮用水净化等对产水无机盐含量有较高要求的领域。

在实际使用过程中，为达到清洁水源和减小膜生物污染的效果，膜分离装置前端会采用次氯酸钠对进水进行杀菌消毒，由此引入的活性氯会对聚芳香酰胺纳滤膜结构产生不可逆的破坏，使膜性能迅速下降而无法继续使用。因此，为延长纳滤膜的使用寿命，进水在消毒后还需要进行脱氯处理，以达到进水中余氯含量小于0.1ppm的要求，这类操作明显增加运行成本，而且仍存在操作不慎而使残留活性氯过高破坏纳滤膜的风险。如果能够制备获得具有耐氯性能的高脱盐率纳滤膜，则可以有效的减少操作复杂性，降低运行成本；同时由于进水中余氯的存在，可以有效抑制细菌的快速繁殖，避免膜运行过程中的生物污染，不仅利于系统的稳定运行，还可以减少化学清洗次数，进一步降低系统维护费用。

因此，制备一种耐氯复合纳滤膜，对扩大纳滤技术在中水回用、废水处理以及饮用水净化等领域中的应用具有十分重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种耐氯复合陶瓷纳滤膜的制备方法，选用纳滤陶瓷膜为基础，并利用其界面的活性基团，进一步与含有羟基的耐氯性能优良的高分子膜材料反应，以化学键的方式引入更为致密的分离层，从而同时实现高无机盐脱除率及优游离氯耐受性能。

一种耐氯复合陶瓷纳滤膜的制备方法，由陶瓷膜层和耐氯分离层复合而成，所述的耐氯分离层是由陶瓷膜先后与含哌嗪的水相溶液、含均苯三甲酰氯的有机相溶液、含羟基的耐氯性优良的高分子水溶液接触，并进行热处理而制备得到。

所述的含羟基的耐氯性能优良的高分子膜材料为聚乙烯醇、海藻酸钠、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、木质素磺酸钠等中的一种或多种。所述的含羟基的耐氯性能优良的高分子水溶液质量浓度为0.01％～5.0％。

所述的陶瓷膜由以下重量份的原料制成：氧化铝粉末120～150份，碳化硅30～40份、氮化硼30～40份、二氧化硅70～100份、抗氧剂10～20份，添加剂10～30份。

所述的陶瓷膜的制备方法包括以下步骤：

1)按以下重量份的组成称取各个原料：氧化铝粉末120～150，碳化硅30～40份、氮化硼30～40份、二氧化硅70～100份、抗氧剂10～20份，添加剂10～30份；

2)将氧化铝粉末、碳化硅、氮化硼和二氧化硅加入球磨机中，经干法混合球磨10-15小时，得到混合物料；

3)将抗氧剂、添加剂混合研磨至100-200目，在加入步骤2)得到的混合无聊，混合均匀后，放入高温炉中，在真空、拖行气氛中加热至700-1500℃烧结2-4小时，将至室温即可。