[发明专利]一种两亲性改性抗污染聚酰胺纳滤膜的制备方法

说明书

一种两亲性改性聚酰胺纳滤膜的制备方法，按照如下进行：(1)使用超滤膜作为支撑膜，以哌嗪为水相单体，均苯三甲酰氯为油相单体，表面活性剂为水相添加剂，采用界面聚合法在超滤膜上形成活性分离层，制得初始的聚酰胺纳滤膜；(2)将初始的聚酰胺纳滤膜用框架固定，在其表面倒入配置好的三乙醇胺的乙醇溶液，反应一段时间后，去除膜表面多余的溶液，晾干，得到亲水改性纳滤膜；(3)在亲水改性纳滤膜的膜表面，倒入配置好的全氟癸基三氯硅烷的乙醇溶液，反应一段时间后去除膜表面多余的溶液，晾干，在60‑90℃反应5‑15分钟，得到两亲性改性聚酰胺纳滤膜。本发明方法简单、方便操作、室温下就可反应，制备的两亲性聚酰胺纳滤膜具有良好的抗污染性能。

技术领域

本发明属于纳滤膜制备技术领域，具体涉及一种两亲性改性抗污染聚酰胺纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤膜是膜孔经尺寸在1nm左右的压力驱动膜，对于二价离子、相对分子质量在200～500的有机物及胶体具有很高的截留率，而对一价离子的截留率较低。目前纳滤膜广泛应用在石油化工、制药、环保、食品、能源、电子、海水淡化、医疗保健等方面。

但是在纳滤膜的实际应用，膜污染问题是限制膜过程发展及应用的一个重要因素。膜污染会堵塞膜孔，使膜通量下降，降低膜的分离性能，减少膜的有效使用寿命，提高生产的成本。对于已经污染的膜，可采用物理清洗、化学清洗和更换新膜的方法去除，但这无疑会增加膜分离过程的操作费用，且治标不治本。要想从根本上解决这一问题，就需要研制出新型膜材料或对现有材料进行改性，优化膜本身的结构和性能，制备出性能优良的抗污染膜。

抗污染性纳滤膜的制备，按膜改性所用物质的亲疏水性不同，可分为三个方面：亲水性改性，超疏水性改性，两亲性改性。亲水改性纳滤膜旨在提高膜的亲水性而在膜表面形成一层致密的水合层，从而阻止污染物的附着和堵塞；超疏水性改性纳滤膜表面对水分子有排斥力，从而减少了溶液与膜表面的接触机会，而且，超疏水性膜表面具有较低的表面能，即使有一小部分污染物可以到达膜表面，也难以附着在上面，从而达到抗污染的效果。

亲水改性膜通过膜表面形成水合层阻挡污染物的吸附，但是一旦污染物在压力的拖曳作用下穿过水合层到达膜表面，污染物将沉积在膜表面引起膜污染。而自清洁表面的低表面能材料本身的疏水性会降低膜的水通量。基于以上两种改性方法所存在的不足，同时具备亲水部分和低表面能部分的两亲性表面显得尤为必要：亲水部分有利于使膜获得较高的水通量和较低的通量衰减，低表面能部分有利于减弱膜表面与污染物之间的相互作用。将“污染防御机制”和“污染释放机制”巧妙结合在一起的两亲性膜表面能有效的阻止更多种污染物的吸附和沉积。本专利发明了一种制备两亲性改性抗污染聚酰胺纳滤膜的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、方便操作、室温下就可反应的两亲性聚酰胺纳滤膜的制备方法，所述两亲性聚酰胺纳滤膜具有良好的抗污染性能。

下面对本发明为实现上述发明目的所采用的技术方案做具体说明。

本发明提供了一种两亲性改性聚酰胺纳滤膜的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)聚酰胺纳滤膜的制备：使用超滤膜作为支撑膜，以哌嗪为水相单体，均苯三甲酰氯为油相单体，表面活性剂为水相添加剂，采用界面聚合法在超滤膜上形成活性分离层，制得初始的聚酰胺纳滤膜；所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸或十二烷基硫酸铵中的一种或几种；

(2)亲水改性纳滤膜的制备：将初始的聚酰胺纳滤膜用框架固定，在其表面倒入配置好的三乙醇胺的乙醇溶液，反应一段时间后，去除膜表面多余的溶液，晾干，以此实现聚酰胺纳滤膜的亲水改性，得到亲水改性纳滤膜；

(3)两亲性改性聚酰胺纳滤膜的制备：在上一步亲水改性纳滤膜的膜表面，倒入配置好的全氟癸基三氯硅烷的乙醇溶液，反应一段时间后，去除膜表面多余的溶液，晾干，在60-90℃的烘箱中反应5-15分钟，以此实现聚酰胺纳滤膜的两亲性改性，得到两亲性改性聚酰胺纳滤膜。