[发明专利]一种高通量荷正电纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型的高通量荷正电纳滤膜及其制备方法。所述新型的高通量荷正电纳滤膜包括多孔支撑层和荷正电纳滤选择层；荷正电纳滤选择层由水相溶液和油相溶液通过界面聚合反应后再经热处理形成；所述水相溶液是含有亲水性多胺单体和水相添加剂的水溶液，所述水相添加剂包括表面活性剂和质子接收剂；所述油相溶液为酰氯单体溶于有机溶剂的溶液。通过本发明制备方法制备的纳滤膜通量大，性能稳定，除盐率高，对正电离子有较高的去除率。此外，本发明提供的制备方法简单易控，重现性较好，制备时间短，制备成本低廉，有利于实现工业化高通量荷正电纳滤膜的生产。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种高通量荷正电纳滤膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是一种高效、环保的新型分离技术，同时也是不断发展的战略新兴产业之一和重大的共性技术之一。膜分离技术广泛应用于食品生产加工、工业污水处理、工业气体分离及石油化工制品生产等领域，膜分离过程在工业气体分离、水溶液分离、化学产品和生化产品的分离与纯化的工程中起到重要作用。

纳滤膜技术特别适用于分离高价离子及分子量为几百的有机化合物。由于纳滤膜技术的在分离时操作压力低，因此广泛应用于医药，食品，化工产品浓缩和精华，海水淡化等领域。纳滤膜多数荷电及孔径均在纳米级内，只对特定的溶质具有高截留率，因而在混合溶液的浓缩和分离方面纳滤具有优异的效果。

目前市场上的复合纳滤膜多为荷负电纳滤膜，而荷正电纳滤膜的研究相对比较滞后。在截留正电离子和染料时，由于Donnan效应的影响，荷负电纳滤膜表面更易受到污染。而荷正电纳滤膜则能更好地避免因Donnan效应对膜面产生的污染，可以更广泛的应用于荷正电的医药化学废水处理、染料截留、氨基酸蛋白质的分离以及盐湖水镁锂分离等。目前荷正电纳滤膜的制备方法大多以聚乙烯亚胺等作为主要水相单体进行交联反应或者界面聚合反应。以聚乙烯亚胺作为水相单体进反应成膜时间较长，制备的纳滤膜通量相对较低，膜面性能不均匀，重复性差，稳定性较差，难以在工业化连续生产中实施。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种新型的高通量荷正电纳滤膜及其制备方法，其解决了现有的荷正电纳滤膜制备时间及水通量低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种新型的高通量荷正电纳滤膜，所述的新型的高通量荷正电纳滤膜包括多孔支撑层和荷正电纳滤选择层；所述荷正电纳滤选择层由水相溶液和油相溶液通过界面聚合反应后再经热处理形成；所述水相溶液是含有亲水性胺类单体和水相添加剂的水溶液，其中，所述的亲水性胺类单体为2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5三嗪、1,3-双(氨甲基)环己烷、三(羟甲基)氨基甲烷、N-氨基邻苯二甲酰亚胺和2,4-二甲氧基苯甲胺中的至少一种；

所述水相添加剂包括表面活性剂和质子接收剂；所述油相溶液为酰氯单体溶于有机溶剂的溶液。

第二方面，本发明实施例提供一种新型的高通量荷正电纳滤膜的制备方法：包括以下步骤：

S1：配置水相溶液：在含有亲水性胺类单体的水溶液中加入表面活性剂和质子接收剂，混合均匀；

其中，所述的亲水性胺类单体为2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5三嗪、1,3-双(氨甲基)环己烷、三(羟甲基)氨基甲烷、N-氨基邻苯二甲酰亚胺和2,4-二甲氧基苯甲胺中的至少一种；

S2：在多孔支撑层表面制备荷正电纳滤选择层，所述的荷正电纳滤选择层由所述水相溶液与酰氯单体的油相溶液通过界面聚合反应，经热处理而得。

水相溶液中的质子接收剂能够吸收界面聚合反应的副产物，促进界面聚合反应进行，使界面反应迅速完成。此外质子接收剂能够在荷正电纳滤选择层形成“水通道”，增加高通量荷正电纳滤膜的水通量。