[发明专利]一种基于界面聚合制备松散纳滤膜的方法

说明书

本发明公开了一种基于界面聚合制备松散纳滤膜的方法，该方法包括：配制聚合物铸膜液、纳米颗粒分散于水相单体、油相单体及制备平板支撑膜；将平板支撑膜浸没于水相单体中，再将油相单体倒入水相单体中，两相单体发生界面聚合反应后，将纳米薄膜负载至平板支撑膜表面；通过该方法制备的复合纳滤膜表面呈现疏松结构；纳米材料在界面聚合反应过程中嵌入聚酰胺纳米薄层中，一方面可以提高膜表面的亲水性；另一方面在缩聚过程中，聚酰胺沿垂直于纳米材料的方向同时生长在材料周围，形成了这种夹层结构。上下聚酰胺层可保护纳米材料在高运行压力下不被破坏，调控聚酰胺纳米薄膜的结构，同时提高纳滤膜结构稳定性、渗透性和截留性能。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，具体涉及一种基于界面聚合制备松散纳滤膜的方法。

背景技术

纳滤膜的研究可以追溯到20世纪80年代末,在90年代开始有了迅速发展,在21世纪初开始了工业化应用。纳滤膜具有效率高、安全环保、操作压力较低、运行成本低、回收率高、无再生污染等优点,可脱除水中的硬度、色度、小分子有机物和微粒污染物等杂质,在制药行业、食品行业、燃料化工和助剂行业、环保行业、生物技术行业等水处理领域有广泛地应用,如脱盐浓缩、淀粉糖品纯化及浓缩、工业废水的处理及回用等。如今,纳滤膜技术已经成为世界上应用范围最广的膜分离技术之一。

不同膜制备方法,会影响膜的成膜过程,使膜的结构和表面性质不同,因而制备得到的膜具有不同的性能和应用范围。所以,纳滤膜的制备方法对纳滤膜的性能有较大的影响。目前,纳滤膜制备方法有相转化法、涂覆法、层层自组装法、表面接枝法和界面聚合法等四种,其中界面聚合法是应用最为广泛的制膜方法。

界面聚合法是在基膜(超滤膜或微滤膜)表面附着一层具有纳米级孔径的超薄分离层。基膜材料主要有聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚偏氟乙烯等。界面聚合法制备纳滤膜分为两个过程,一是基膜的制备,二是分离层的制备。目前工业应用中,基膜的制备方法主要是相转化法(基膜主要有微滤膜和超滤膜),分离层最有效的制备方法是界面聚合法。通过界面聚合合成的聚合物通常包括聚酰胺(PA)、聚酯(PE)、聚胺、聚硅氧烷、聚酰亚胺(PEI)、聚苯胺、聚氨酯和聚脲以及无机-有机杂化物如MOF等。其中用界面聚合方式聚合最多的是聚酰胺。但是要制备高性能复合纳滤膜,需要提高分离层构建过程的可控性,保证分离层交联结构的稳定性,改善分离层与基膜间的界面稳定性,增加分离层表面抗污染的功能性。今年一些研究中，通过采用引入新的纳米材料或者无机的分子，从而增强复合纳滤膜的选择透过性、渗透性、抗污染性和结构稳定性等方面已被研究者不断的开发和利用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于界面聚合制备新型松散纳滤膜的方法，克服现有技术中复合纳滤膜在应用过程中遇到的膜润湿的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于界面聚合制备新型松散纳滤膜的方法，包括以下步骤：

(1)聚合物铸膜液的制备:首先将致孔剂均匀分散于有机溶剂中,将高分子有机聚合物聚合物溶于上述有机溶剂中，水浴恒温搅拌，然后静置脱泡得到混合均匀的铸膜液；

(2)平板支撑膜的制备：将步骤(1)配置的铸膜液在支撑体上用刮刀刮制成平板膜并在空气中停留，空气相对湿度为40％-70％，温度为25-30℃，制得平板支撑膜；

(3)将步骤(2)初制的平板支撑膜置于去离子水中进行固化；

(4)待平板膜完全固化后将其放置于去离子水中浸泡，清洗，去除残留的有机组分，然后将制备的平板膜放置去离子水中保存；

(5)配置水相单体：将水相单体溶于去离子水中水相单体溶液，后将纳米材料超声分散于水相单体溶液中，形成水相单体分散液；

(6)配置油相单体溶液：将油相单体溶解于正己烷中，制得油相单体溶液；