[发明专利]一种大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜及其制备方法。所述制备方法包括：提供至少包含聚合物、荷正电单体、溶剂和引发剂的混合反应体系，加热所述混合反应体系得到制膜液，将其施加于基体表面形成液态膜，之后分别与水蒸汽、交联浴接触，得到具有交联互穿网络结构的荷正电聚合物基膜；将荷正电聚合物修饰的介孔纳米二氧化硅均匀分散于胺类单体水溶液中，得到杂化水相溶液；使所述具有交联互穿网络结构的荷正电聚合物基膜先与杂化水相溶液接触，再与酰氯油相溶液接触，进行界面聚合反应，获得大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜。本发明可得到高通量、高选择性、高抗污染、低操作压力的正渗透膜，并且制备工艺简单，便于规模化生产。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，特别涉及一种大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜及其制备方法。

背景技术

最常见的聚酰胺膜是由支撑层和分离层组成的复合膜，其优点在于可以分别选用适当的分离层和支撑层使之在选择性、渗透性、化学和热稳定性等方面的性能得到优化。将无机纳米材料引入到聚酰胺复合膜的分离层中制备杂化膜既具有聚合物膜的柔韧性、易加工性等优点，又表面出无机纳米材料的耐溶剂、高强度、亲水性、抗污染和抗菌性等优势，受到了日益广泛的关注。

然而，界面聚合法制备的含有无机纳米材料的聚酰胺复合膜也面临着几个重大问题：1)无机纳米材料由于具有高的表面能和大的比表面积容易团聚，难以均匀分散在界面聚合的水相或者油相溶液中，在聚酰胺膜中易形成缺陷，严重影响膜的结构与性能；2)由于聚酰胺和无机纳米材料之间固有的差异使得有机-无机两相间的相容性较差、相互作用力较弱，容易导致无机纳米材料在膜服役过程中流失，这样不仅破坏膜的性能还会造成二次污染，这些问题成为分离层中含有无机纳米材料的聚酰胺膜进一步发展应用的主要障碍。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜的制备方法，其包括：

提供至少包含聚合物、荷正电单体、溶剂和引发剂的混合反应体系，加热所述混合反应体系得到制膜液，将所述制膜液施加于基体表面形成液态膜，之后与水蒸汽接触，再与交联浴接触，得到具有交联互穿网络结构的荷正电聚合物基膜；

将荷正电聚合物修饰的介孔纳米二氧化硅均匀分散于胺类单体水溶液中，得到杂化水相溶液；

使所述具有交联互穿网络结构的荷正电聚合物基膜先与所述杂化水相溶液接触，再与酰氯油相溶液接触，进行界面聚合反应，获得大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜。

本发明实施例还提供了由所述方法制备的大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜。

进一步地，所述正渗透膜包括：

正渗透膜基膜；

至少分布于所述正渗透膜基膜表面、由荷正电聚合物形成的具有交联半互穿网络结构的修饰层；以及

至少分布于所述正渗透膜基膜表面、由荷正电聚合物修饰的介孔纳米二氧化硅形成的杂化聚酰胺分离层。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：

1)本发明以具有交联互穿网络结构的荷正电聚合物膜为基膜、以含有荷正电聚合物修饰的介孔纳米二氧化硅及胺类单体的水溶液为水相、以酰氯单体油溶液为油相，通过界面聚合法构建大通量荷正电聚酰胺杂化正渗透膜，得到高通量、高选择性、高抗污染、低操作压力的聚酰胺复合膜，同时，其制备方法工艺简单，便于规模化生产，可广泛应用正渗透分离过程；