[发明专利]一种复合聚酰胺纳滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合聚酰胺纳滤膜的制备方法，具体包括以下步骤：(1)制备多孔二硫化钼纳米片；(2)配制水相溶液；(3)配制有机相溶液；(4)制备复合聚酰胺纳滤膜。与空白膜(未嵌入多孔二硫化钼纳米片的聚哌嗪酰胺纳滤膜)相比，本发明制得的复合聚酰胺纳滤膜的水通量和重金属离子截留率均显著提高。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，更具体的说是涉及一种复合聚酰胺纳滤膜的制备方法。

背景技术

膜过滤技术已在城镇污水深度处理和资源化回用中被采用，其中，纳滤膜工艺能有效降低具有高毒性、难降解、易生物累积的重金属离子的环境和健康风险，在再生水生产领域获得越来越多的关注。聚酰胺纳滤膜因其稳定性好、可接受的价格，是目前污水深度处理领域应用最广泛的纳滤膜。然而，传统纳滤膜用于污水处理时常常受到渗透性和选择性之间此消彼长的trade-off效应的阻碍，即具有较高水通量的膜通常对污水中重金属离子的截留性能较差。

在纳滤膜的分离层构建额外的水分子快速传输通道可显著提高膜的渗透性。以往的研究多关注于水通道对膜通量的提升，往往引起膜截留性能的破坏，其推广应用常常受到渗透性和选择性之间此消彼长的trade-off效应阻碍，难以满足日趋严格的再生水水质要求。所以，在构建水通道时，应关注于通道构筑材料对膜的渗透性和选择性的双重影响，除增强膜的渗透性外，还应同步提高对目标重金属离子的截留效能。

因此，开发一种复合聚酰胺纳滤膜的制备方法新型高渗透选择性的复合聚酰胺纳滤膜，对提高膜系统运行效率、降低膜系统运行成本具有重要的价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型嵌入多孔二硫化钼纳米片的高渗透选择性复合聚酰胺纳滤膜的制备方法，以解决传统纳滤膜在水处理的应用中渗透选择性差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合聚酰胺纳滤膜的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)制备多孔二硫化钼纳米片

将二硫化钼加入到1-甲基-2-吡咯烷酮中，进行第一次超声处理后冷却至室温，然后进行第二次超声处理并冷却至室温，经离心分离后，用有机溶剂冲洗，再经过真空干燥，得到多孔二硫化钼纳米片；

(2)配制水相溶液

向水中加入哌嗪和多孔二硫化钼纳米片，超声处理至完全分散，得到水相溶液；

(3)配制有机相溶液

向有机溶剂中加入均苯三甲酰氯，搅拌至完全溶解，得到有机相溶液；

(4)制备复合聚酰胺纳滤膜

首先，将水相溶液倒入多孔基底表面，并控制多孔二硫化钼纳米片在多孔基底表面的沉积量为0.05-2μg/cm²；然后，加入有机相溶液进行界面聚合反应，反应结束后去除多余的有机相溶液，再用有机溶剂对膜表面进行冲洗；最后，对膜进行热处理，即得复合聚酰胺纳滤膜。

本发明的有益效果在于：以均匀分散有多孔二硫化钼纳米片的哌嗪水溶液为水相溶液，通过哌嗪与均苯三甲酰氯在多孔基底上的界面聚合反应，将多孔二硫化钼纳米片嵌入聚酰胺分离层，制备新型复合聚酰胺纳滤膜。

进一步，上述步骤(1)中，二硫化钼和1-甲基-2-吡咯烷酮的质量体积百分比为0.1-0.5％。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，二硫化钼和1-甲基-2-吡咯烷酮的表面张力相互匹配，可保证二硫化钼纳米片在1-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中稳定的分散效果。