[发明专利]一种荷正电纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种荷正电纳滤膜及其制备方法，荷正电纳滤膜包含支撑底膜和聚酰胺功能分离层，聚酰胺功能分离层是由含多元胺的水相溶液和多元酰氯的油相溶液在支撑底膜表面发生聚合反应制得；该荷正电纳滤膜还包括保护层,是用聚乙烯醇和戊二醛进行交联反应，在聚酰胺功能分离层表面形成一层致密膜层。本发明还包括荷正电纳滤膜的制备方法,先制备水相溶液和油相溶液,其次利用水溶液和油相溶液的界面聚合制备聚酰胺功能分离层,再制备保护层,经过去离子水清洗后制得荷正电纳滤膜。本发明的制备方法简单易控，原料易得、成本低廉。本发明制备的荷正电纳滤膜对多价阳离子有较高的截留率，荷正电稳定性也大幅提升。

技术领域

本发明涉及纳滤复合膜技术领域，尤其涉及一种荷正电纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤是介于超滤与反渗透之间的膜分离技术，它具有操作压力低，分离效率高及运行成本低等优点，广泛地应用于饮用水制备、海水淡化和苦咸水、污水处理、生物制药、食品和化工等领域，对生活污水和工业废水的回收利用起到重大作用。目前市场多以荷负电纳滤膜为主，但是随着分离体系复杂程度的增加及对膜分离性能要求的提高，如多价阳离子和一些阳离子小分子的分离，荷负电纳滤膜效果较差，因此，荷正电纳滤膜越来越受到研究者的关注。

以往制备的荷正电纳滤膜主要是有两种不同方式，一是采用紫外光接枝的方法对聚砜纳滤膜进行改性，即在一定条件下，引入一种单体，单体中的双键可以和紫外光照射下的聚砜膜进行聚合反应制备荷正电纳滤膜；二是采用界面聚合的方法，利用正电荷的聚合物来制作荷正电纳滤膜，比如，利用季胺化的壳聚糖及其衍生物来制作荷正电纳滤膜。但是第一种方法紫外光接枝技术难以实现产业化，而且接枝单体的过程提高荷正电的效果不明显且比较复杂，也不利于产业化；第二种方法制备的纳滤膜水通量较低，不适合于商业化生产。虽然有不同的荷正电纳滤膜制备研究，但是从研究报道的结果看，有的是荷正电的效果不明显，有的是制备好的荷正电纳滤膜片在运行过程中荷正电的特性不稳定甚至消失，所制备的荷正电纳滤膜对多价阳离子或是阳离子小分子的分离效果波动大，制约了荷正电纳滤膜片的产业化生产。

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，本发明提供一种荷正电纳滤膜及其制备方法，其解决了现有荷正电纳滤膜制备使用稳定性差、不能商业化生产的技术问题。

(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荷正电纳滤膜，该荷正电纳滤膜包括支撑底膜和聚酰胺功能分离层，该荷正电纳滤膜的聚酰胺功能分离层是由含多元胺的水相溶液和含多元酰氯的油相溶液在支撑底膜表面发生聚合反应制得；水相溶液中溶有亲水性高聚物，亲水性表面活性剂，多元胺和水溶性二价阳离子；油相溶液为多元酰氯溶解于有机溶剂所得到的溶液。

更进一步的，该荷正电纳滤膜还在聚酰胺功能分离层表面形成保护层；保护层由聚乙烯醇和戊二醛交联反应产生，该保护层防止由水溶性二价阳离子与亲水性高聚物和亲水性表面活性剂形成带正电荷的络合物流失。

第二方面，本发明实施例提供一种荷正电纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备溶液，将亲水性高聚物，亲水性表面活性剂，多元胺，水溶性二价盐加入水中，混合均匀制得水相溶液；将多元酰氯溶解于有机溶剂得到油相溶液；

S2、制备聚酰胺功能分离层，所述聚酰胺功能分离层由步骤S1制得的水相溶液和油相溶液在支撑底膜上通过界面聚合反应，经热处理制得；

S3、制备保护层，所述保护层由聚乙烯醇和戊二醛进行交联反应，在所述聚酰胺功能分离层表面形成一层致密膜层；

S4、将经过步骤S3处理的膜，放入去离子水中清洗净、干燥，最终得到荷正电纳滤膜。