[发明专利]一种纳米级滤膜及其制备方法和应用

说明书

一种纳米级滤膜的制备方法，通过将纳米级滤膜基膜浸渍在混合溶液中，采用去离子洗涤并烘干，再次浸渍羧在甲基纤维素钠酸性水溶液中进行离子交联，通过去离子水洗涤并干燥得到纳米级滤膜。本发明反渗透膜具有易于制备和操作，且水渗透性高，盐阻滞率高，使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及一种纳米级滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

滤膜水处理是固液分离技术，它是以膜孔把水滤过，将水中杂质截留，而没有化学变化，处理简易的技术，但因膜孔非常细小，相应的存在某些技术问题。在给水也有用生物膜处理原水的方法，但它与过滤膜分离技术不同。用作膜分离的叫做membrane，用作生物膜处理的膜叫做film。

过滤膜以截留原水颗粒的大小分类，膜孔从粗到细分为微滤膜(MF)，超滤膜(UF)，纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。MF膜孔径0.05um以上，或为1000以上分子量，以去除胶体、高分子有机物为对象。NF膜孔径为100～1000分子量。它去除的物质在UF与RO之间，以去除三卤甲烷、异味、色度、农药、可溶性有机物、Ca、Mg等。RO分离粒径为数十分子量，以去除食盐类和无机盐为对象。RO渗透水的压力比其渗透压力要多1～2倍。除以上四种以外，还有离子交换膜和气体渗透膜。MF、UF、NF和RO以压力驱动使固液分离。离子交换膜则以电力驱动使盐类分子分离，促成海水淡化等。气体渗透膜是研究出来通过气体的新型膜，能使乙醇浓缩和海水淡化。

超滤膜、微孔滤膜、纳滤膜、微滤膜、中空纤维超滤膜、赛尔滤膜等。而目前超滤膜应用最广泛，按滤膜形式，主要分为卷式，板框式，管式和中空纤维式滤膜等。

发明内容

本发明专利采用如下技术方案：

一种纳米级滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将4-硝基间苯二胺、均苯三甲酰氯和氢氧化钠混合搅拌制得混合液；

步骤二、将纳米级滤膜基膜浸渍置于混合液中浸渍4-15min，采用去离子水将基膜表面清洗3-6遍，烘干；

步骤三、将步骤二烘干的基膜浸渍在羧甲基纤维素钠酸性水溶液中进行离子交联，浸渍10-15min后，采用去离子水将基膜表面清洗3-6遍，干燥；

步骤四、将步骤三干燥的膜片在烘箱中以80℃的温度烘干30-60min即得到纳米级滤膜。

步骤二中所述的纳米级滤膜基膜的制备包括以下步骤：

步骤A、纳米粒子基体的制备

a、在室温下将10-60wt%的钛酸四丁酯的异丙醇混合液加入到无水乙醇中，搅拌20-40min，得到均匀透明的溶液，所述钛酸四丁酯的异丙醇混合液和无水乙醇的质量比为5-10:10-20；

b、将无水乙醇、Nb纳米粉体、硝酸和去离子水混合搅拌均匀后加入步骤a的透明溶液，磁力搅拌10-30min得到pH为5-6的混合液，静置分层后将溶胶层分离出来备用，陈化至溶胶失去流动性得到凝胶；所述无水乙醇、Nb纳米粉体、硝酸，去离子水和步骤a的透明溶液的质量比为5-20:1-2:1-6:10-50:5-9；

c、将步骤b的凝胶烘干后放入高温炉中在N₂∶H₂＝95∶5的还原气氛条件下，在200-300℃热处理1-4h，升温至400-600℃烧结3-6h，待高温炉冷却后，将产物研磨粉碎，烘干即得到Nb⁵⁺掺杂的TiO₂纳米粒子基体；

步骤B、表面改性的纳米材料的制备

a、将步骤A制备纳米粒子基体置于去离子水中，通过磁力搅拌15-30h，制成质量百分比浓度为5-10%的悬浊液，备用；