[发明专利]一种小分子改性的纳米纤维基复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种小分子改性的纳米纤维基复合纳滤膜，其特征在于，其制备方法包括：将聚合物溶液进行静电纺丝，得到纳米纤维无纺布，经过压膜后得到纳米纤维基膜；将含有活性官能团的有机小分子加入水相单体溶液，将水相单体溶液倒入纳米纤维基膜进行浸泡，之后去除掉多余的水相单体溶液，倒入油相单体溶液进行界面聚合反应，之后去除多余油相单体溶液进行热处理，冷却清洗后得到纳米纤维基复合纳滤膜。本发明操作方法简单方便，以价格低廉的小分子材料作为水相添加物，从而提高纳米纤维复合膜的纳滤性能。

技术领域

本发明属于复合分离膜制备及应用领域，尤其是涉及一种用于纳滤的纳米纤维基复合分离膜及其制备方法。

背景技术

随着人类社会的不断发展，水污染问题逐渐成为了人类发展的绊脚石。近年来，膜分离技术由于其能耗低污染小等优点而在污水处理领域得到广泛应用。纳滤作为膜分离技术中的一类，性能介于超滤与反渗透之间，对多价离子、200～2000Da有机小分子具有较高截留率，是一种新型的压力驱动的无相变的物理分离过程。如何提高纳滤膜的过滤性能是当今研究人员的研究重点。

纳滤膜主要的制备方法包括相转化法、界面聚合法、层层自组装法、化学交联法。在这之中，界面聚合由于其操作简单和容易控制等优点从而得到最广泛的应用。界面聚合的原理是两种反应活性高的单体在互不相溶的两相溶液界面发生反应成膜。其一般方法是用孔径较大的基膜吸取溶有一类活性单体的水相溶液，将多余的水相溶液除去后，再与溶有另一种活性单体的油相溶液接触反应一定时间而后成膜。经界面聚合制备的纳滤膜皮层致密，截留性能较好，然而由于聚酰胺本身结构的致密性，其渗透通量较低。同时，传统的相转化支撑膜由于其孔径较小，并且带有闭孔结构，导致复合膜分离效率较低。

现阶段研究人员主要从两个方面来改善纳滤膜渗透通量低的问题。一是从纳滤膜基膜的选择上，传统的相转化基膜孔径较小，并且存在闭孔结构，而经静电纺丝得到的纳米纤维支撑层可以很好改善这个问题。二是从界面聚合具体操作上出发，研究人员通过引入过渡层，在水相或油相中添加无机小分子来构造水通道及来提高纳滤膜性能已日益成熟。然而，这些方法操作复杂，难以规模化生产，并且稳定性较差。

发明内容

针对上述背景技术的局限性，本发明的目的在于提出一种小分子改性的纳米纤维基复合纳滤膜及其制备方法，该方法操作简单、稳定可控、成本低廉，可以高效长久地用于纳滤。

为了达到上述目的，本发明提供了一种小分子改性的纳米纤维基复合纳滤膜，其特征在于，其制备方法包括：将聚合物溶液进行静电纺丝，得到纳米纤维无纺布，经过压膜后得到纳米纤维基膜；将含有活性官能团的有机小分子加入水相单体溶液，将水相单体溶液倒入纳米纤维基膜进行浸泡，之后去除掉多余的水相单体溶液，倒入油相单体溶液进行界面聚合反应，之后去除多余油相单体溶液进行热处理，冷却清洗后得到小分子改性的纳米纤维基复合纳滤膜。

本发明还提供了一种小分子改性纳米纤维基复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将聚合物溶解在溶剂中配制成聚合物溶液；将聚合物溶液进行静电纺丝，得到纳米纤维无纺布，经过压膜处理后得到纳米纤维基膜；

步骤2：将水相单体加入水相溶剂中搅拌配成水相单体溶液，将含有活性官能团的有机小分子加入水相单体溶液中，搅拌均匀，得到含活性官能团的水相单体溶液；将油相单体加入油相溶剂中搅拌配成油相单体溶液；

步骤3：向步骤1所得的纳米纤维基膜倒入步骤2所得的含活性官能团的水相单体溶液中浸泡，之后除去多余的水相单体溶液；随后向纳米纤维基膜倒入步骤2所得的油相单体溶液进行界面聚合反应得到纳米纤维复合膜，之后除去多余的油相单体溶液，晾干后进行热处理，冷却，清洗，得到小分子改性的纳米纤维基复合纳滤膜。