[发明专利]一种新型抗污染两性复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明属于膜技术领域，涉及一种新型抗污染两性复合纳滤膜的制备方法。本发明所提供的新型抗污染两性复合纳滤膜的制备方法，通过在界面聚合过程后，对聚合层进行两步改性，使得聚合层上带有酰胺基团的聚合物部分转变为带季铵基团的两性聚合物，让膜具有一定程度的正电性，提高了分离层电荷的等电点，不仅对正电污染物有更好的排斥力，而且在酸性或中性条件下能够更好的截留二价阳离子。同时，两性离子的亲水性和活性能够提高聚合结构的强度，在最大可能维持改性前纳滤膜的截留率的情况下，增大膜的水通量。本发明所提供的制备方法通过简易的操作步骤和常见的化学药剂，实现了高性能、低成本的工艺路线和产品制备。

技术领域

本发明属于膜技术领域，涉及一种新型抗污染两性复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

界面聚合法作为一种极为常见的复合膜制备工艺，不仅凭借其较为简便的工艺步骤和优 良的聚合程度，能够制备出性能良好的聚合层，而且可以通过添加或改变界面聚合过程中水 相和油相的单体实现对原有复合膜在一种或多种性能参数上的提升。现有通过单纯界面聚合 法制备的复合膜虽然能够显著的提升膜性能，但介于膜的亲水性会极大的影响其截留率和抗 污染性，两者之间存在的权衡关系仍无法避免。

目前市场上的复合纳滤膜多为表面带有少量负电荷的复合膜，这是由于在制备过程中酰 氯基团的水解使得膜表面产生羧酸基团所致，当处理的溶液中含有较多正电离子时，膜表面 的负电性会让这些离子更容易吸附在分离层表面，造成难以除去的污染。两性离子由于其同 时具有阴离子和阳离子的特性，能够有效的提高膜对于正电污染物的排斥性，从而提高膜的 抗污染性，同时，两性离子的亲水性和催化性能够让膜在不过多损失截留率的情况下提高膜 的通量，整体提升纳滤膜的分离性能。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术和方法中存在的不足，提供一种新型抗污染两性复合 纳滤膜的制备方法。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

在经二元仲胺和多元酰氯界面聚合后，再进行N-烷基化和季胺化反应，过程在加压环 境下进行含浸，负压环境下进行聚合，具体操作步骤为：

(1)在溶液温度≥25℃的条件下通过磁力搅拌或超声振荡配制以二元仲胺为单体的水相 溶液；

(2)在溶液温度≥25℃的条件下通过磁力搅拌或超声振荡配制以多元酰氯为单体的有机 相单体溶液；

(3)将基膜用去离子水冲洗干净并浸泡在去离子水中24小时，然后将基膜取出，在0.1-0.4Mpa压力，溶液温度≥25℃的条件下，将配制好的水相单体溶液倾倒于基膜分离层面 并含浸1-30分钟，用空气刀或胶辊除去表面多余的水相溶液，随后将基膜含浸在配制好的有 机相单体溶液中15-150秒钟后取出得到初始复合膜；

(4)将初始复合膜含浸在25℃的碘丙酸、甲醇和氢氧化钠的混合溶液中5-30分钟，进 行N-烷基化反应将仲胺基团转变为叔胺基团，提高膜的正电性；再将经过N-烷基化的初始复 合膜含浸在25℃的碘甲烷和甲醇的混合溶液中60-180分钟进行季胺化反应，扩大膜分离层上 两性基团的pH范围，更好的维持电中性。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

优选地，在所述步骤(1)中，二元仲胺为哌嗪、1,4-二氨基哌嗪、1,4-双(3-氨基丙基)哌 嗪、N-氨乙基哌嗪或4-氨基甲基哌嗪、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种，二元仲胺质量分 数为0.2-2％。

优选地，在所述步骤(2)中，多元酰氯为邻苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯中的一种，质量 分数为0.1-0.3％；有机相溶剂为正构或异构烷烃类溶剂。

优选地，所述步骤(3)中底膜可选用聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚酰亚胺、聚丙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚酮中的一种或多种组合制备的超滤膜。