[发明专利]一种制备高通量聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的方法

说明书

本发明提供了一种制备高通量聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的方法。该纳滤膜首先由聚酰亚胺铸膜液经过相转化后形成初生态纳滤膜，初生态纳滤膜通过混合交联剂进行交联得到高通量耐溶剂纳滤膜，所述混合交联剂由氨基环醇类抗生素及其衍生物和小分子二胺组成。本发明提供的耐溶剂纳滤膜可用于水处理、物料分离、溶剂回收等领域，在系统运行中具有高通量及耐溶剂性能。

技术领域

本发明涉及水和溶剂处理技术领域，特别涉及一种制备高通量聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的方法。

背景技术

由于膜分离过程操作压力低、操作条件温和、无相变、高效环保等优势，使得膜分离技术被广泛的应用在纯水制造、废水处理、物料分离以及海水淡化等领域。液体分离膜主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤，其中，纳滤膜介于超滤和反渗透之间，截留分子量在200-1000Da，并且具有离子选择性，即对二价离子截留率高，对一价离子截留率低。因此纳滤膜在水质软化、废水预处理、工业废水零排放以及溶剂回收等领域被广泛应用。但是目前大多数商品纳滤膜只能应用在水溶液体系，在有机溶剂体系中，由于制膜材料会发生溶解或者溶胀，导致纳滤膜性能下降严重。因此，制备耐有机溶剂纳滤膜是目前膜技术领域研究的重点。

聚酰亚胺作为一种新兴的高分子材料，由于其分子链中含有芳香环和酰亚胺环等结构，分子刚性较大，在溶剂中不易被溶解，因此具有优异的耐溶剂性能、机械性能以及化学稳定性，被广大学者用来制备耐有机溶剂纳滤膜，但是目前所制备的纳滤膜通量较低，导致运行所需操作压力较高，能耗增加，并不能够大规模应用，所以如何制备出高通量聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜是当前研究的趋势，纳滤膜亲水改性是提高聚酰亚胺纳滤膜通量的有效方法，可以通过表面涂覆的物理改性方式在纳滤膜中引入亲水基团，从而获得高通量纳滤膜，该方法所得到的纳滤膜亲水基团会随时间流失，也可以通过化学交联改性将亲水基团以化学键的形式引入纳滤膜中，该方法赋予纳滤膜亲水性的同时，亲水基团不会流失，是目前应用比较多的改性手段。CN104959047A公开了一种单胺接枝改性交联聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的制备方法，采用氨水、苯胺等单胺对纳滤膜进行接枝改性交联，有效提高了纳滤膜通量；CN 107469651A公开了一种高通量交联聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的制备方法，该专利通过在界面聚合后对原生态膜表面进行多元胺修饰，显著提高了膜的分离性能和耐溶剂性能。所述的多元胺具有较多游离的氨基，极大地增强了界面分离层的交联度，有效提高了膜的耐溶剂性能。

虽然现有技术中已形成一些关于制备高通量的聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜，但针对终端应用仍需继续提高聚酰亚胺纳滤膜通量、降低纳滤膜的运行压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合交联剂制备高通量聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的方法，该方法制备的纳滤膜具有较高的水或溶剂通量,从而降低运行压力,以提高过滤效率和节约能耗。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备高通量聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的方法，所述方法包含如下步骤：

S1：聚酰亚胺铸膜液经过相转化得到初生态纳滤膜M1；

S2：用混合交联剂交联M1得到高通量耐溶剂纳滤膜M2；

其中，所述S2中混合交联剂含小分子二胺，同时含有一种或多种氨基环醇抗生素及其衍生物。

上述方法在进行交联反应时，小分子二胺的反应活性要高于氨基环醇类抗生素及其衍生物，所以小分子二胺首先与初生态纳滤膜表面的酰亚胺键进行交联反应，生成酰胺键，弥补初生态纳滤膜表面形成的缺陷，进一步提高截留性能以及溶剂耐受性，氨基环醇类抗生素及其衍生物由于受到空间位阻的影响，需要在初生态纳滤膜溶胀后才能进入膜孔进行交联反应，交联后的聚酰亚胺纳滤膜结构更加致密，耐溶剂性能得到进一步提高，而未参与反应的羟基会有效的提高膜的亲水性能，提高聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的通量。

在一种实施方案中，所述制备方法为：