[发明专利]一种表面改性抗污染纳滤膜的制备方法

说明书

一种表面改性抗污染纳滤膜的制备方法涉及一种膜分离技术领域。在水相和有机相后增加液相，液相中的聚合物含有邻苯二酚基团，可形成交联网络结构，在聚酰胺脱盐层表面形成亲水薄膜，使得膜面接触角小于90度，改善纳滤膜膜面的亲水性；同时基团具有一定的防污特性，在溶液中加入纳米粒子，结合纳米粒子的光催化杀菌能力，使得纳滤膜具有高度抗污染、抗菌性能。

技术领域

本发明涉及一种膜分离技术领域，尤其涉及一种表面改性抗污染纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤是介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术，膜表面的分离皮层具有纳米级的微孔结构，对于相对分子量200以上的有机物有较高的截留率。

纳滤膜的性质决定了其在水处理领域特有的广阔应用前景。例如，利用纳滤膜对不同价态粒子的选择透过性实现对水的软化，膜软化在去除硬度的同时，还可以去除其中色度、浊度和有机物，出水水质明显优于其他水软化工艺；在生活污水处理过程中，引进纳滤环节截留不能生物降解的大分子，可以节约污水处理的费用，提高效率。

目前，反渗透膜技术已经达到了比较成熟的水平，但对于纳滤膜的研究还有很长的路要走。市面上的纳滤膜基本是用哌嗪作为水相单体，均苯三甲酰氯作为有机相单体，在基膜上进行界面聚合反应得到的。膜运行中存在的最重要问题是有机物污染和生物污染。废水处理中，大分子有机物被截留沉积在膜表面，导致膜通量下降，药物清洗的方法麻烦且不彻底；聚哌嗪酰胺对于游离氯不耐受，所以在膜系统运行过程中不能使用常规的氯来抗生物污染，否则会直接导致膜产品稳定性下降，寿命降低。

纳米粒子被引用到净水领域进行光催化杀菌已经被广泛研究，但许多公开的专利和文献证明，直接将纳米粒子分散到有机相中的方法虽然可行，但效果差强人意，纳米粒子加入量少时膜性能无明显变化，加入过多膜的通量反而因为粒子的团聚堵塞有所降低，起到了反效果。

多巴胺是一种生物神经递质，在神经学之外的应用不断引起人们关注。它的黏附性、还原性等使得它被应用于多个领域。在水处理方面，有公开文献表明，聚多巴胺作为水相单体与有机相进行界面聚合反应，能够形成良好的脱盐层。另外，多巴胺还可用来改性复合膜表面的结构，提高膜的亲水性。专利CN111420567A将多巴胺与水相溶液共溶后原位还原纳米粒子制备出具有抗污染抗菌性能的反渗透膜。但目前存在多巴胺成本昂贵，且相对高分子量的聚合多巴胺交联度过高，难溶于一般溶剂的问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种能够改善膜面亲水性，同时可提高纳滤膜的抗污染抗菌性能的一种表面改性抗污染纳滤膜的制备方法。

本发明的技术方案是：一种表面改性抗污染纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

1)制备固含量18％的聚砜支撑基膜；

18wt％聚砜溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，配制成铸膜液，用相转化法制备出基膜；

2)制备分散液

2.1)聚环氧乙烷基多巴聚合物的制备；

以二氯甲烷作为溶剂，将聚乙二醇400用硝基苯基-氯甲酸酯活化后，加入N,N-二异丙基乙胺和多巴，于80℃反应釜中反应16h，冷却至常温后透析并冷冻干燥得到聚环氧乙烷基多巴聚合物；

2.2)将聚环氧乙烷基多巴聚合物溶解于水，溶液浓度为5wt％～10wt％，在此溶液中分散纳米粒子，获得分散液；

3)制备用于界面聚合的水相溶液：将胺类单体化合物和酸碱调节剂溶解于水中；

4)制备用于界面聚合的有机相溶液：将有机相单体溶解于有机溶剂(异构烷烃溶剂)中；

5)将基膜依次浸润至步骤3)的水相溶液、步骤4)的有机相溶液和步骤2)的分散液中；