[发明专利]一种磺化聚乙烯亚胺、纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磺化聚乙烯亚胺、纳滤膜及其制备方法，所述磺化聚乙烯亚胺由聚乙烯亚胺与磺酸内脂的开环反应获得。将磺化聚乙烯亚胺作为水相单体通过界面聚合制备疏松纳滤膜。由于磺酸基团的引入导致单体极性提升，降低其在油相的溶解度从而抑制界面聚合过程，最终获得具有疏松结构的聚酰胺分离表层。基于磺化聚乙烯亚胺独特的结构和性质，所制备的纳滤膜具有高水通量、高染料截留以及高盐渗透的特性，适用于印染废水的处理。

技术领域

本发明属于分离膜及其制备方法领域，特别涉及一种磺化聚乙烯亚胺、纳滤膜及其制备方法。

背景技术

随着当前印染行业的快速发展，急需采用环保手段对其处理后排放。传统处理手段大多采用吸附或化学沉淀等，但分离效率低且无法回收废水中有价值的无机盐(5-6wt％氯化钠和硫酸钠)。疏松纳滤膜由于其高的染料截留以及低的盐截留受到广泛关注。当前，疏松纳滤膜的制备多集中于掺杂各种无机纳米材料，然而这些纳米材料的团聚以及成本问题严重制约了其进一步发展。

聚乙烯亚胺类单体具有良好的亲水性以及丰富的胺基，可以通过迈克尔加成或希夫碱反应进行改性和表面接枝。利用此特点，目前已有报道采用聚乙烯亚胺来进行疏松纳滤膜的制备。例如利用聚乙烯亚胺与多巴胺的共沉积来改性聚丙烯腈超滤膜制备疏松纳滤膜用于染料脱盐；同样也有利用聚乙烯亚胺与单宁酸的交联反应来制备疏松纳滤膜。虽然利用聚乙烯亚胺与多酚类的反应可以用于疏松纳滤膜的制备，但从结果上看疏松纳滤膜染料和盐的选择性分离系数仍旧不高，同时聚乙烯亚胺与多酚类的反应时间久，且用于膜表面改性的均一性也不够。此外，从生产成本上来说多酚类的价格也较贵不利于工业化。

本发明通过简单的一步磺化法首先得到一种磺化改性的聚乙烯亚胺单体，而后将此单体作为一种新型的水相单体，采用简单的浸泡进行界面聚合直接得到疏松纳滤膜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磺化聚乙烯亚胺、纳滤膜及其制备方法，克服现有采用聚乙烯亚胺与多酚类交联反应制备疏松纳滤膜稳定性差，成本高的缺陷，本发明中通过磺化改性聚乙烯亚胺，并以此作为水相单体通过界面聚合法直接制备的疏松纳滤膜,本发明提供一种磺化聚乙烯亚胺的制备方法，及这种磺化的单体作为水相单体通过界面聚合制备疏松纳滤膜。

本发明的一种磺化聚乙烯亚胺，所述磺化聚乙烯亚胺由聚乙烯亚胺、磺酸内脂开环反应获得。

本发明的一种磺化聚乙烯亚胺的制备方法，包括：

聚乙烯亚胺溶液中加入磺酸内脂和氨水，搅拌反应，过滤，冷冻干燥，得到磺化聚乙烯亚胺。

上述制备方法的优选方式如下：

所述聚乙烯亚胺为分子量600Da、1800Da、1000Da、1500Da、5000Da、10000Da、70000Da的支化或线性聚乙烯亚胺中的一种或几种；磺酸内脂为1,3丙磺酸内脂和/或丁磺酸内脂；磺酸内脂与聚乙烯亚胺质量之比为1:100～100:1。

所述聚乙烯亚胺溶液的溶剂为有机醇；聚乙烯亚胺溶液的质量浓度为0.2～90％；氨水的加入量为溶剂体积的0.1～10％。

进一步，所述有机醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一种或几种。

所述磺化聚乙烯亚胺的制备方法中，搅拌反应温度25～100℃，反应时间为0.5～24h。

所述得到磺化聚乙烯亚胺的磺化度为1-100％。

本发明的一种磺化聚乙烯亚胺疏复合纳滤膜，所述纳滤膜由水相单体和油相单体在多孔支撑膜表面进行界面聚合获得，所述水相单体包含所述磺化聚乙烯亚胺；油相单体包含芳香族酰氯。

所述复合纳滤膜由聚酰胺分离表层和超滤支撑底膜构成，具有高水通量、高染料截留以及高盐渗透的特性。

本发明的一种磺化聚乙烯亚胺复合纳滤膜的制备方法，包括：