[发明专利]含复合脱盐层的复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种复合纳滤膜及其制备方法。所述复合纳滤膜包括基膜和形成于所述基膜上的复合脱盐层，所述复合脱盐层包括聚酰胺和N‑乙烯吡咯烷酮与交联剂的反应产物。本发明首先是基于界面聚合机理，让多元胺与多元酰氯进行反应得到功能分离层结构，然后将初步界面聚合成型的膜置于后处理液中通过对N‑乙烯吡咯烷酮进行再交联的方式得到具有稳定结构和高通量的复合纳滤膜产品。本发明的复合纳滤膜具有高的纯水通量，聚酰胺分离层与基膜结合紧密。本发明的方法原材料廉价，制备成本低，工艺简单，易于产业化。

技术领域

本发明涉及纳滤膜技术领域，特别涉及一种含复合脱盐层的复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤膜是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离过程，不仅能够去除水中绝大部分的多价离子，还能够去除部分小分子有机物。纳滤膜相对于反渗透膜，具有运行压力低，产水通量大，运行成本低等优势，在家用净水和工业水处理领域已得到广泛应用。在纳滤膜的应用过程中，人们对纳滤膜的通量要求越来越高，因此，如何在保证寿命和截留的情况下，提高纳滤膜纯水通量已经成为科研人员重点关注的问题之一。

目前常用的提高纳滤膜纯水通量的方法比较多，如CN110694493A提到通过向水相中添加TiO₂，以此提高膜面积，从而提高纳滤膜纯水通量。纳米颗粒在单体中分散不均，容易团聚，因此制备的纳滤膜结构一致性较差，难以广泛用于产业化。CN105617875A提到一种高通量中空纤维复合纳滤膜的制备方法，通过多元酰胺与多元酰氯的反应生成聚酰胺层后，通过氧化剂对功能层进行氧化处理的方式，提高了膜丝的通量。氧化剂的处理方式对聚酰胺分离层的破坏一定程度上提高了膜的通透性能，但同时也对分离层造成了破坏，使用寿命受到一定程度的损失。现有的提高纳滤膜纯水通量的方法各有优缺，实际反应中的影响因素复杂，稳定性不高。

本领域仍需要一种具有稳定结构和高通量的中空纤维复合纳滤膜。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种结构稳定的复合纳滤膜。本发明首先是基于界面聚合机理，让多元胺与多元酰氯进行反应得到功能分离层结构，然后将初步界面聚合成型的膜置于后处理液中通过对N-乙烯吡咯烷酮进行再交联的方式得到具有稳定结构和高通量的复合纳滤膜产品。

具体而言，本发明提供一种复合纳滤膜，所述复合纳滤膜包括基膜和形成于所述基膜上的复合脱盐层，所述复合脱盐层包括聚酰胺和N-乙烯吡咯烷酮与交联剂的反应产物。

在一个或多个实施方案中，所述N-乙烯吡咯烷酮与交联剂的反应产物具有网络状结构。

在一个或多个实施方案中，所述N-乙烯吡咯烷酮与交联剂的反应产物存在于聚酰胺的内部和表面。

在一个或多个实施方案中，所述基膜为聚砜中空纤维基膜。

在一个或多个实施方案中，所述聚酰胺由多元胺和多元酰氯反应而成。

在一个或多个实施方案中，所述多元胺选自间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、1,3,5-三氨基苯、1,2,4-三氨基苯、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、1,3-二氨基环己烷、1,2-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、哌嗪、2,5-二甲基哌嗪和4-氨基甲基哌嗪中的一种或多种，优选选自哌嗪和间苯二胺中的一种或两种。

在一个或多个实施方案中，所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯、邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、环己烷四羧酰基氯、环己烷三羧酰基氯、环己烷二羧酰基氯、四氢呋喃四羧酰基氯、四氢呋喃三羧酰基氯、四氢呋喃二羧酰基氯中的一种或多种，优选为均苯三甲酰氯。

在一个或多个实施方案中，所述交联剂选自二乙烯基苯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和二甲基丙烯乙酸乙烯脂中的一种或多种。

本发明还提供制备本文任一实施方案所述的复合纳滤膜的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将基膜与含多元胺的水相溶液接触；