[发明专利]基于修饰聚烯烃微孔基底的复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种修饰聚烯烃微孔基底的复合纳滤膜。该复合纳滤膜包括：聚烯烃微孔膜、修饰层和界面聚合层，聚烯烃微孔膜位于复合纳滤膜的最内层，修饰层设置于聚烯烃微孔膜的上面，界面聚合层位于复合纳滤膜的外表面。该方法包括：使用树脂、成孔剂和溶剂配制成一定浓度的均相稀溶液，向均相稀溶液中滴加非溶剂，凝胶成为修饰液；利用修饰液采用浸渍涂覆方式对聚烯烃微孔基底进行修饰处理，对修饰后的聚烯烃微孔基底进行界面聚合，得到复合纳滤膜。本发明的复合纳滤膜的修饰聚烯烃微孔膜基底在孔径、孔隙和亲疏水性方面均有助于界面聚合反应，既具有良好的脱盐和水通量，又有良好的耐受性和长期稳定性。

技术领域

本发明涉及复合膜技术领域，尤其涉及一种基于修饰聚烯烃微孔基底的复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

20世纪初，膜技术成为一种新型的分离技术。目前在水处理和净水产业生产过程中的需求日益迫切。纳滤膜是介于超滤和反渗透之间的新型膜分离技术，以其操作压力低、高水通量、高截留率，同时保留对身体有益的小分子有机物和低价无机盐等优势，被逐渐广泛地应用于多种领域。

复合膜是一类非常重要的纳滤分离膜，因其稳定的结构和操作性能，已经成为商业化程度最高的纳滤膜种类。复合膜的结构分为下层的多孔支撑层和上层超薄的选择性皮层。一般认为，下层的支撑层为复合膜提供了机械强度，而上层的选择性皮层则决定了复合膜的分离性能。目前复合纳滤膜大多是通过界面聚合法制备的。

聚烯烃微孔膜具有发达孔径和孔隙率，聚烯烃材料对于有机溶剂的耐受性良好，在纳滤过程的温度下，基本不会发生溶胀现象。与此同时，聚烯烃微孔膜基材相对常规纳滤基底厚度和成本大幅降低，可有效提高元件单位装填量进而提高产水量，实现低成本。

近年，国内外出现了以聚烯烃微孔膜为基底的研究和专利，制备出了性能尚可的复合纳滤膜。相关文献和专利多集中在传统聚烯烃微孔膜表面亲水性差，进行亲水化改性，来解决界面聚合过程中的水相难以在其表面均匀分散的问题。但复合膜的耐受性能和长期稳定性不可而知。大量研究证明，基底的孔径、孔隙率和亲疏水性对于复合膜的渗透性能和稳定性有重要的影响。上述在以聚烯烃微孔膜为基底改善综合应用性能的研究和专利尚未见报道。通过在聚烯烃微孔膜基底表面涂覆纳米球型凝胶树脂，可有效增加复合纳滤膜比表面积进而大幅提升通量。同时，通过对修饰聚烯烃微孔膜基底控制孔径、孔隙率和亲疏水性来提升复合纳滤膜分离性能、耐受性能和长期稳定性等综合性能。

现有技术中的相关文献和专利多集中在传统聚烯烃微孔膜表面的亲水性差，通过进行亲水化改性，来解决界面聚合过程中的水相难以在其表面均匀分散的问题。但复合膜的耐受性能和长期稳定性不可而知。大量研究证明，基底的孔径、孔隙率和亲疏水性对于复合膜的渗透性能和稳定性有重要的影响，现有技术中还没有通过设计合理的基底的孔径、孔隙率和亲疏水性来改善聚烯烃微孔膜基底的综合应用性能的方案。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于基底修饰聚烯烃微孔基底的复合纳滤膜及其制备方法，以克服现有技术的问题。

一种基于修饰聚烯烃微孔基底的复合纳滤膜，包括：聚烯烃微孔膜、修饰层和界面聚合层，所述聚烯烃微孔膜位于复合纳滤膜的最内层，所述修饰层设置于聚烯烃微孔膜的上面，所述界面聚合层位于复合纳滤膜的外表面。

优选地，所述聚烯烃微孔膜厚度在10-30μm之间，修饰层厚度在30-500nm之间。

一种基于修饰聚烯烃微孔基底的复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、使用一定浓度一定分子量的树脂、成孔剂和溶剂配制成一定浓度的均相稀溶液，向所述均相稀溶液中逐步滴加非溶剂，直至凝胶成为相对均匀的乳浊液，将所述乳浊液作为修饰液；

步骤2、利用所述修饰液采用浸渍涂覆方式对聚烯烃微孔基底进行修饰处理，得到修饰后的具有一定孔径、孔隙率和亲水性的聚烯烃微孔基底；