[发明专利]一种聚酰胺纳滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种聚酰胺纳滤膜及其制备方法和应用，所述制备方法包括：(1)用活化剂对聚酰胺基膜进行活化，得到活化聚酰胺基膜；(2)用氨基化合物对步骤(1)得到的活化聚酰胺基膜进行接枝，得到所述聚酰胺纳滤膜。所述制备方法具有工艺简单、操作方便等优点；制备得到的聚酰胺纳滤膜一方面表面大孔数少，平均孔径小，且对有机小分子的截留率高；另一方面电负性低、对一价无机盐的截留率低；所述聚酰胺纳滤膜还具有优异的耐碱溶胀性能和化学稳定性，工业化应用前景广阔。

技术领域

本发明属于分离膜技术领域，具体涉及一种聚酰胺纳滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺纳滤膜由于其制备工艺简单、孔径小、水渗透通量高、抗污染性强等优势，成为目前工业应用最为成功的纳滤膜，已被广泛应用于饮用水处理、废水资源化、生物产品脱色、小分子脱盐等领域。采用间苯二胺或哌嗪与均苯三甲酰氯单体在油水两相界面发生快速聚合，在聚砜超滤膜基底上形成一层一微米以下的超薄聚酰胺分离层进而形成聚酰胺纳滤膜，但是由于分离层表面残余的酰氯基团会在膜片洗涤阶段或使用过程中水解成羧基，导致膜表面的交联度和分离层孔径分布不均，造成有机小分子截留率下降；同时使聚酰胺纳滤膜表膜面具有较高的负电性，增加了无机盐的截留率；因此，在分离分子量小于300Da的有机小分子和一价盐时效果不佳。

对纳滤膜进行改性是提高其分离选择性的常用手段，目前大部分的纳滤膜改性技术都集中在对纳滤膜进行表面电荷调控，来提高其对无机盐的截留率。CN109692585A公开了一种纳滤膜表面改性方法，所述纳滤膜的聚哌嗪酰胺分离层与含环氧基团的铵盐反应，使得所述含环氧基团的铵盐中的环氧基团与膜面氨基发生共价连接，提高了纳滤膜的亲水性和荷正电性，增加了纳滤膜对二价阳离子的截留率。但是这种改性后的纳滤膜对于分离分子量小于300Da的有机小分子和一价盐的效果仍有待提高。CN110026091A公开了一种离子液体改性的荷正电纳滤膜的制备方法，所述荷正电纳滤膜通过初生聚酰胺层表面残留的酰氯基团与氨基功能化离子液体进行酰胺化反应制得，得到的荷正电纳滤膜可用于盐湖卤水中的镁锂分离，具有制备方法简单，成本低廉等优势，在盐湖提锂方面具有良好的工业化应用前景。CN110052179A公开了一种抗污染复合纳滤膜的制备方法，所述抗污染纳滤膜通过将主链中含有醚键的非离子类亲水基聚合物与初生的聚酰胺纳滤膜表面残余酰氯基团发生共价连接制备而成，改性纳滤膜表面光滑、粗糙度降低、表面残留羧基数量减少，大幅提高了纳滤膜的抗污染性能和对于有机小分子的截留率。上述两种纳滤膜改性方法都是通过改变膜表面电荷或亲水性，进而提高纳滤膜的分离效率，但是改性后的聚酰胺纳滤膜在pH大于11的碱性环境下仍会发生溶胀，经碱清洗后对有机小分子的截留率会发生显著下降，同时小分子污染物容易进入纳滤膜孔内对其形成不可逆污染。

因此，开发一种具有耐碱溶胀性能和化学清洗稳定性的聚酰胺纳滤膜，用于提高有机小分子和一价无机盐的分离选择性，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚酰胺纳滤膜及其制备方法和应用，通过对聚酰胺基膜专一性活化、接枝氨基化合物等步骤，得到了一种耐碱溶胀性能和化学清洗稳定性优异的聚酰胺纳滤膜，所述聚酰胺纳滤膜有助于提高有机小分子和一价无机盐的分离选择性，满足工业化应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种聚酰胺纳滤膜的制备方法，所述制备方法包含如下步骤：

(1)用活化剂对聚酰胺基膜进行活化，得到活化聚酰胺基膜；

(2)用氨基化合物对步骤(1)得到的活化聚酰胺基膜进行接枝，得到所述聚酰胺纳滤膜。