[发明专利]一种耐酸复合纳滤膜及其制备方法

权利要求书

1.一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于基膜为聚烯烃类超滤膜，表面先经羧基化改性产生亲水性的羧基，再与水性胺类单体发生酰胺化反应，随后与油相单体多元磺酰氯发生界面聚合反应，加热固化后生成纳滤复合膜；该复合纳滤膜具有较高的纯水通量、较好的低价盐或染料分离性能，且具有优异的耐酸性能。其具体制备步骤如下：

(1)基膜表面羧基化改性：基膜用甲醇溶液冲洗，再置于含有二苯甲酮(BP)的甲醇溶液中，浸泡一定时间后取出自然晾干；将丙烯酸(AA)及硫酸亚铁铵(FAS)溶于蒸馏水中，然后将混合液倒入自封袋中，通入氮气排氧，浸入晾干的膜，密封保存；密封后的膜放在紫外灯下照射一定时间，将膜取出，用甲醇和水的混合溶液对膜进行浸泡以去除未反应单体；

(2)酰胺化反应：将步骤(1)得到的羧基化改性膜正面浸泡于含有表面活性剂、多元胺水相溶液中反应一段时间，使多元胺末端的胺基与膜表面羧基发生酰胺化反应，取出后去除膜表面多余溶液并晾干备用；

(3)界面聚合：将步骤(2)得到的改性膜浸泡于含有多元磺酰氯油相溶液中，进行界面聚合反应一段时间，取出后去除膜表面多余溶液并晾干；

(4)固化交联：将步骤(3)得到的膜在40～80℃下热固化交联5～15min，经去离子水浸泡洗涤后，得到所述新型复合纳滤膜。

2.根据权利要求1所述的一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于：聚烯烃类基膜选自商业膜或自制膜中的一种，具体材质选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)膜中的一种，平均孔径大小为0.1～0.45μm，直径为3～10cm。

3.根据权利要求1所述的一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中甲醇溶液冲洗时间为5～10min，BP浓度为0.1～0.5mol/L的甲醇溶液中浸泡0.5～2h；AA的质量为0.1～1.0g，AA与FAS的质量比为1∶0.2，蒸馏水加入量与AA的质量比为20∶1，通氮气时长30～60min，最后把单体溶液放入自封袋中保存；把浸泡有BP的基膜放入上述自封袋中，转移到紫外灯(365nm，8W)下室温照射5～20min。

4.根据权利要求1所述的一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于：步骤(2)中水相单体选自哌嗪(PIP)、乙二胺(HDA)、聚乙烯亚胺(PEI)、胱胺(CYS)等多元胺中的一种，质量百分含量为0.5～3wt％；表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种，质量百分含量为0.1～0.2wt％。

5.根据权利要求1所述的一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于：步骤(3)中油相单体为1，3-苯二磺酰氯(BDC)、1，6-萘二磺酰氯等多元磺酰氯中的一种，油相单体溶液由含量为0.05～0.3wt％的多元磺酰氯、0.05～0.2wt％的乙二醇甲醚和0.05～0.15wt％的三乙胺的正己烷溶液组成，其中，乙二醇甲醚为助溶剂，三乙胺为酸中和剂，正己烷为有机溶剂。

6.根据权利要求1所述的一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于：步骤(2)中水相单体为聚乙烯亚胺(PEI)时，酰胺化反应时长为0.5～1.5h。

7.根据权利要求1所述的一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于：步骤(2)中水相单体为胱胺(CYS)时，先把羧基化改性的PVDF膜浸泡在含有1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺(EDC-NHS)缓冲液的锥形瓶中，放入摇床以100r/min的速度充分反应24h，随后取出放入胱胺水溶液，酰胺化反应时长为2～6h。

8.根据权利要求1所述的一种耐酸复合滤膜及其制备方法，其特征在于：步骤(3)中界面聚合反应时间仅需10～90s。