[发明专利]一种用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜及其制备方法。制备：(1)将聚砜树脂溶于DMF和乙二醇的混合物中，搅拌脱气，得树脂铸膜液；(2)将树脂铸膜液涂覆于无纺布上，在去离子水中相转化成孔，得多孔聚砜基膜；(3)配制磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲液、柠檬酸‑柠檬酸钠缓冲液或醋酸‑醋酸钠缓冲液中的任一种；(4)在缓冲液中加壳聚糖、哌嗪单体和抗污染添加剂并搅拌均匀，得水相液；(5)将均苯三甲酰氯和间苯二甲酰氯混合加入有机溶剂中并搅拌均匀，得油相液；(6)裁剪多孔聚砜基膜，放入水相液中浸泡，浸泡后除去多孔聚砜基膜表面的水相液；(7)浸泡后在油相液中聚合；(8)聚合后，烘干，得用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜。

技术领域

本发明涉及纳滤膜分离领域，具体涉及一种用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜及其制备方法。

背景技术

目前水处理行业常用的微孔水处理膜分为反渗透膜和纳滤膜两类，其中反渗透膜孔径通常在1nm以下，混合水溶液在压力驱动下在膜表面发生吸附-溶解-扩散过程，该类膜具有优异的截盐性能，即对水中大部分盐类和有机物均有优异的脱除性能，但不具有分盐能力，无法针对性回收或脱除单一盐类，在家用领域会造成过滤后水质口感较差。纳滤膜孔径稍大于反渗透膜，一般控制在1-2nm之间，该类膜相比反渗透膜具有特殊的分盐能力，根据氯化钠的脱除性能，目前市售纳滤膜分为40/70/90膜，纳滤膜弥补了反渗透膜的不足，可实现水溶液中一价盐和二价盐分离浓缩，也可实现始终低分子量有机物与一价盐的分离，单分离能力有限，对于二价盐与有机物的分离，目前尚不能做到。家用净水领域，如何实现有机物、易结垢Ca²⁺/Mg²⁺与氯化钠的分离，在保持水质口感的前提下实现对人体有害的有机物的脱除及水质的软化变得十分迫切。同时在工业领域，经常会遇到微电解质与有机物的混合水质，所以，开发新型的可用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜，实现低分子量有机物与电解质的分离具有十分重要的战略意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜的制备方法，本发明制备了一种兼具高脱除率和高产水的可用于小分子量有机物和二价Ca²⁺/Mg²⁺与氯化钠分离的新型纳滤膜材料。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚砜树脂溶于N,N-二甲基甲酰胺和乙二醇的混合物中，并在60-80℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；

(2)以无纺布为基底，将所述树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上，然后置于去离子水中相转化成孔，即得到多孔聚砜基膜；

(3)配制缓冲液：配制磷酸氢二钠—柠檬酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液或醋酸-醋酸钠缓冲液中的任一种；

(4)配制水相液：在所述缓冲液中加入壳聚糖、哌嗪单体和抗污染添加剂并搅拌均匀，得到水相液；

(5)配制油相液：将均苯三甲酰氯和间苯二甲酰氯混合加入有机溶剂中并搅拌均匀，得到油相液；

(6)裁剪所述多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入所述水相液中浸泡，浸泡后除去所述多孔聚砜基膜表面的水相液；

(7)将在所述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入所述油相液中聚合；

(8)聚合后，烘干，即得到用于有机物脱除的新型荷电纳滤膜。本发明在现有纳滤膜基础上提出一种用于有机物脱除的新型纳滤膜配方体系，通过在水相液中引入新型反应单体和抗污染组分，并结合油相液中酰氯单体的改进，使本发明制备的新型纳滤膜具有优异的有机物脱除率和产水能力。

进一步地，步骤(1)中所述N,N-二甲基甲酰胺和所述乙二醇的体积比为(95-97)：(3-5)；所述的树脂铸膜液中聚砜树脂占17-19wt％。