[发明专利]一种具有纳米亲水通道聚乙烯基胺膜及其制备应用

权利要求书

1.一种具有纳米亲水通道聚乙烯基胺膜，由分离层和支撑层构成，分离层以聚乙烯胺为基体，将其接枝含疏水侧链酰氯基化合物，经过微相分离，制备含有亲水通道的聚乙烯基胺分离层，支撑层为聚丙烯腈超滤膜，采用溶液涂覆法制备复合膜；

所述支撑层是超滤膜，截留分子量为10万。

2.根据权利要求1所述的一种具有纳米亲水通道聚乙烯基胺膜，其特征在于：所述含疏水侧链酰氯基化合物可为乙酰氯，丙酰氯，正丁酰氯，戊酰氯，己酰氯，庚酰氯，辛酰氯，壬酰氯，癸酰氯中的一种，反应温度为-10~10^oC，反应时间为0.5-5h。

3.一种具有纳米亲水通道聚乙烯基胺膜的制备方法，其特征在于：利用高分子链上亲疏水基团极性差异在膜中产生微相分离结构，自然形成有序的纳米亲水通道，具体制备过程包括以下步骤：

步骤1、自由基聚合-水解法制备聚乙烯胺；将N-乙烯基甲酰胺、去离子水、引发剂按照1：6-7：0.008-0.009的质量比加入500ml三口烧瓶中；将实验装置安装好，先通氮气2-5min，持续抽真空1-3min，停止真空泵，如此反复1-3次，即可开始反应；在40-50℃反应2-5h，迅速加入酸溶液，在一定温度下进行水解1.5-2.5h，水解完成用乙醇溶液析出，真空干燥，待用；

步骤2、聚乙烯胺去离子：将步骤1中的聚乙烯胺配成3wt% 的溶液，然后将活化后的强碱性阴离子交换树脂加入到聚乙烯胺溶液中（m_{强碱性阴离子交换树脂}：m_聚乙烯胺 =8:1~10:1），进行离子交换，将聚乙烯胺中胺基上的H离子去掉，搅拌6~8小时，过滤，得到去离子聚乙烯胺，备用；

步骤3、聚乙烯胺接枝含疏水侧链酰氯基化合物；将步骤2所得的去离子聚乙烯胺加入到三口烧瓶中，作为A溶液；将含疏水侧链酰氯基化合物溶于四氢呋喃溶液中，（m_四氢呋喃 :m_A溶液=1:10 ~1:15，n_{酰氯化合物}:n_聚乙烯胺 =0.02:1~0.8:1）得到B溶液，将B溶液于-10~10^oC下缓慢滴入A溶液中，反应1.5~2.5h，停止反应，待用；

步骤4、交联含疏水侧链聚乙烯胺：将上述溶液加热到30℃，逐滴滴加2wt%的戊二醛溶液,（n含疏水侧链聚乙烯胺:n戊二醛=1:0.005~1:0.05）,交联0.5小时，脱泡，静置，待用；

步骤5、制备改性聚乙烯胺复合膜；将上述制备的含疏水侧链聚乙烯胺溶液，涂覆在聚丙烯腈基膜上，分离层厚度为1.1-1.5微米, 静置待其微相分离，制备复合膜。

4.根据权利要求3所述的一种具有纳米亲水通道聚乙烯基胺膜的制备方法，其特征在于：所述引发剂可为2.2-偶氮二异丁腈，偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐，偶氮二异庚腈中的任意一种。

5.根据权利要求3所述的一种具有纳米亲水通道聚乙烯基胺膜的制备，其特征在于：水解酸溶液可为盐酸、硝酸、醋酸中的一种，酸溶液浓度为1mol/L~2mol/L。

6.根据权利要求3所述的一种具有纳米亲水通道聚乙烯基胺膜的制备方法，其特征在于：所述聚乙烯胺接枝疏水侧链聚乙烯基胺复合膜，用于乙醇和水混合溶液的分离，经检测，其通量为1.3～1.8kg/m²h，分离因子为460～785。