[发明专利]高耐热性聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高耐热性聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜及制备方法和应用，制备方法包括：将聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)膜材料溶解配制得到铸膜液，通过非溶剂致相分离法制得PMIA膜。以PMIA膜作为基底，将2‑氨基吡啶作为水相，均苯三甲酰氯的正己烷溶液作为有机相在PMIA膜表面进行界面聚合。与现有技术相比，本发明通过界面聚合形成的聚酰胺层可用于提高膜的耐热性能，同时高度交联的酰胺层可以提高纳滤膜对无机盐离子的截留性能。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其是涉及一种高耐热性聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜及制备方法和应用。

背景技术

膜分离技术是水污染控制工程领域的优选技术之一，由于其成本低、出水水质好、集约化程度高、设备简单、操作方便，被广泛应用于饮用水净化和废水处理及再利用中。然而膜的使用寿命却受到了挑战，尤其是耐热性能对膜结构的影响，往往造成膜通量的衰减、运行成本的增加和膜使用寿命的缩短，从而成为膜分离技术在饮用水及污、废水处理中广泛应用的主要障碍。

将耐热技术与膜改性技术相结合，形成复合耐热分离改性膜，能有效提高膜的在处理热物料时的稳定性和截留特性，延长膜使用寿命。目前耐热与膜分离耦合的技术正逐步应用于膜分离研究中，中国专利CN1066474C公布了一种耐热树脂组合物，耐热膜粘合剂及其制造方法，赋予产品优良的高抗氧性、抗蠕变性，其玻璃化温度为350℃或更低，但该膜渗透通量低。中国专利CN103408892A公开了一种含有石墨烯的耐热膜，含有石墨烯的膜材料具备了良好的耐热性能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高耐热性聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜及制备方法和应用，解决了废水处理中减少换热流程，在高温下能够直接稳定分离无机盐离子污染问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一个目的是保护一种高耐热性聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：PMIA膜制备：以PMIA膜为原料，并通过极性溶剂和助溶剂制得铸膜液，通过湿法制得PMIA膜；

S2：界面聚合：以2-氨基吡啶水溶液作为水相，以均苯三甲酰氯的正己烷溶液作为有机相，以S1中得到的PMIA膜为基底，以PMIA膜表面为反应界面进行界面聚合反应过程，得到具有耐热性能的PMIA基纳滤膜。

进一步地，所述极性溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，所述助溶剂为LiCl和/或PVP，所述助溶剂在铸膜液中的含量为4.5g/L，PMIA的含量为12～20g/L。

进一步地，S1中铸膜液的制备过程中，先将助溶剂及PMIA加入至极性溶剂中，搅拌均匀，静置脱泡后得到铸膜液；

S1中PMIA膜的制备过程中，先将铸膜液刮涂后立即浸入去离子水的凝胶浴中，得到的PMIA膜。

进一步地，S1中的搅拌温度为50～100℃，搅拌时间为8～18h；

S1中铸膜液刮涂厚度为100～250μm；

凝胶浴为去离子水溶液，凝胶浴温度为25℃。

进一步地，界面聚合过程中，先擦干PMIA膜表面水分，之后将PMIA膜浸入水相溶液中持续特定时间，之后用氮气吹干表面溶液，均匀涂上有机相溶液后放入烘箱实现耐热聚酰胺层的界面聚合。

进一步地，界面聚合过程中，将刮涂完整并浸泡72h且去除溶剂后的膜浸入 2-氨基吡啶水溶液，反应3-10min，后用氮气吹干表面水分，涂敷均苯三甲酰氯溶液后放入烘箱中进行界面聚合，反应时间为3～8min，烘箱聚合温度为50～80℃，聚酰胺层界面聚合到膜表面，即得到所述的耐热性能的PMIA纳滤膜。