[发明专利]一种纤维素/MOF复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明公开一种纤维素/MOF复合纳滤膜的制备方法，其包括：在N‑甲基吗啉‑N‑氧化物复合溶剂中加入食子酸正丙酯、纤维素浆粕，搅拌溶解后加入MOF粉末，混合后进行脱泡得到纤维素/MOF复合铸膜液，将其均匀的涂覆在无纺布上得到纤维素/MOF初生膜，放置在空气中10‑30s后，放入纯水中凝固成膜并浸泡洗尽膜中的残留溶剂，然后取出自然阴干，获得纤维素/MOF多孔复合基膜后放在真空抽滤装置中，倒入间苯二胺溶液后进行抽滤，之后放入烘箱中烘干后取出并用离子水漂洗，之后浸入甘油水溶液中，取出晾干得到纤维素/MOF复合纳滤膜。本发明成本低廉、可再生、对环境友好、结构稳定、干燥后不易变形、截留率高、水通量高、聚合层不易脱落。

技术领域

本发明涉及纳滤膜技术领域，尤其涉及一种纤维素/MOF复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

膜技术是当代一门新型高效的分离技术，是物理、化学、生物等多学科交叉的产物，各国越来越重视这项技术的研发和推广。由于大多数膜分离过程具有分离效率高、无相变化、分离装置简单，自动化程度高，控制与维修方便，运行过程不影响环境，容易与其它技术结合等优点，因此广泛应用于水处理、大气治理、食品化工、电池隔膜等技术领域。成为解决目前人类面临的资源与能源短缺、大气污染、水污染、特别是饮用水污染等重大环境问题的新兴技术。

纳滤膜是20 世纪80 年代开发的一种新型膜分离技术。纳滤膜是介于反渗透和超滤之间的一种以压力为驱动力的新型分离膜，孔径大约在1 nm左右，截留分子量介于200-1000Da之间，它能够使低分子量溶质、溶剂分子、低价离子通过。纳滤膜可以截留水中大部分的钙镁离子，去除饮用水中重金属、硝酸盐、硫酸盐、氯化物和氟化物等无机污染物，可以有效地去除氯苯、农药残留物、甲苯、三氯甲烷以及天然有机物等，并能保留饮用水中对人体健康有利的矿物质。

目前商品纳滤膜制备材料主要是聚酰胺类、聚砜类、聚烯烃类等，纳滤膜存在着生产成本高、操作压力大、能耗高、膜易污染、废弃后生物无法降解对环境污染严重等问题。环境保护与可持续发展对新材料提出了更高的要求，因此，研发出环境友好、性能优异及成本低廉的纳滤膜材料成为科学界和工业界研究的热点。纤维素是自然界中资源最丰富的天然高分子材料，是符合可持续发展要求的可再生资源，应用前景广阔，具有石油类高分子材料难以替代的优点：物理化学性能相对稳定，生物相容性好，可自然降解，亲水性，安全，原料易得，成本低廉，可再生，一直受到人们的青睐，是替代石油类聚合物膜的理想材料。

现有的纳滤膜制备方法中，如申请号为201510673779.8的中国发明专利公开了一种再生纤维素纳滤膜的制备方法，包括先用溶剂溶解纤维素，制得的涂覆液，均匀的涂覆在光滑平整的基膜上，浸泡在去离子水中，然后自然干燥，获得纤维素膜；将制得的纤维素膜用 NaOH溶液浸泡反应，然后用去离子水浸泡洗去膜中残余的 NaOH 溶液；然后再将膜浸泡在有机酸溶液中进行水解反应，然后用去离子水浸泡，洗去膜中残余的有机酸溶液，即获得纤维素纳滤膜。但是此发明得到的纳滤膜的稳定性低、纯水通量不足、截留率低。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种成本低廉、可再生、对环境友好、结构稳定、干燥后不易变形、截留率高、水通量高、聚合层不易脱落的纤维素/MOF复合纳滤膜的制备方法。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是，提出一种纤维素/MOF复合纳滤膜的制备方法，其包括如下步骤：

（A）、制备纤维素/MOF复合铸膜液：用无机氯化盐水溶液配制N-甲基吗啉-N-氧化物得到N-甲基吗啉-N-氧化物复合溶剂，并加入没食子酸正丙酯、纤维素浆粕，在80℃-110℃条件下搅拌溶解，待纤维素浆粕溶解完全后加入MOF粉末，均匀混合后进行脱泡得到均匀透明的纤维素/MOF复合铸膜液；