[发明专利]一种荷负电复合膜及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种荷负电复合膜及其制备方法和用途，所述荷负电复合膜包括中空纤维多孔支撑层和荷负电致密分离层，所述荷负电致密分离层附着在所述中空纤维多孔支撑层的外表面，所述中空纤维多孔支撑层为聚合物基中空纤维超滤膜，所述荷负电致密分离层是由交联化合物组成，所述交联化合物为由纳米纤维素、荷负电纳米纤维素与交联剂混合后加热交联形成。本申请中所述荷负电复合膜在维持较高渗透通量的同时，提升膜对无机盐离子、荷负电小分子有机物的截留性能，使用寿命长，适用于自来水处理、家用净水、饮用水处理过程的应用。

技术领域

本发明涉及膜过滤技术领域，特别是涉及一种荷负电复合膜及其制备方法和用途。

背景技术

膜分离技术具有分离效率高、操作简便、能耗低等优点，已成为当今分离科学领域最重要的手段之一。特别是随着环境污染问题的日益严峻，膜分离技术在水处理扮演着越来越重要的角色。近些年，在自然水体和城市管网中，以小分子有机物等为代表的新型污染物陆续被检测出，严重地威胁着人类的生命健康。传统的絮凝沉淀/吸附等处理手段，并不能实现对水体中小分子有机物类新型污染物的长期有效的去除。膜分离技术以上述的优势，逐步成为饮用水处理领域的关键技术，并将发挥更为重要的作用。

超滤分离技术已经广泛地应用于饮用水的处理过程中。中国专利CN103638830公开了用于饮用水处理的热法聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜的制备方法。该方法以聚偏氟乙烯和聚芳硫醚砜为主体材料，聚乙二醇400和磷酸三酯为稀释剂，氯化钙为添加剂，通过热致相转化法得到用于饮用水处理的中空纤维超滤膜。该方法公布的中空纤维超滤膜具有较高的耐热性和化学稳定性，突出的耐候性、耐臭氧、耐紫外光辐射及化学腐蚀性，对大分子有机物截留率高、性能稳定。但是由于超滤膜材料本身分离孔径较大，无法实现对饮用水中新型小分子有机污染物的有效去除。

纳滤和反渗透分离技术以其对无机盐离子、小分子有机物等较高的截留能力，逐渐应用于饮用水深度处理过程中。中国专利CN108097062公开了一种用于水体过滤净化的中空纤维复合纳滤膜及其制备方法。该方法首先使用羧甲基纤维素和超支化聚乙烯亚胺构建亲水中间层，实现对聚四氟乙烯超滤基膜的亲水化改性，随后通过聚乙烯亚胺与均苯四甲酰氯在改性基膜表面的界面聚合反应构筑分离层，得到中空纤维复合纳滤膜。该方法公布的中空纤维复合纳滤膜分离层与基层不易分离，对有机小分子和离子截留较高，性能稳定。中国专利CN106621855公开了一种反渗透复合膜制备方法及反渗透复合膜。该方法通过多元胺和芳香多元酰氯在碱处理后的聚丙烯腈支撑膜表面的界面聚合反应，制备得到以交联聚酰胺材料为分离层的复合反渗透膜。该方法公布的复合反渗透膜具有良好的亲水性以及有所提升的水通量和脱盐率。然而，由于聚酰胺材料的化学本质易遭氧化剂进攻，发生氧化反应，此类聚酰胺分离膜对饮用水中有害物质起截留分离能力的聚酰胺分离层的耐氧化性较差。特别是在对饮用水深度处理过程中，分离层易遭自来水中具有强氧化性的余氯的氧化破坏，分离膜的分离效果将随着分离层的氧化而显著下降。

因此，探索新型饮用水处理膜材料及膜制备方法，得到饮用水处理效率高、小分子有机物去除效果好、耐氧化、性能稳定的饮用水处理分离膜具有重要的意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种荷正电复合膜及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过包括以下技术方案获得的。

本发明提供一种荷负电复合膜，所述荷负电复合膜包括中空纤维多孔支撑层和荷负电致密分离层，所述荷负电致密分离层附着在所述中空纤维多孔支撑层的外表面，所述中空纤维多孔支撑层为聚合物基中空纤维超滤膜，所述荷负电致密分离层是由交联化合物组成，所述交联化合物为由纳米纤维素、荷负电纳米纤维素与交联剂混合后加热交联形成。

根据上述所述的荷负电复合膜，在压力不小于0.3MPa下，所述荷负电复合膜的水通量不少于30L/m²·h。