[发明专利]一种气相聚合制备聚酰胺膜的方法及聚酰胺膜与应用

说明书

本发明属于膜技术领域，具体提供了一种气相聚合制备聚酰胺膜的方法。所述方法首先将二胺类单体，加入到溶剂中搅拌分散，将所得溶液均匀涂覆在基底表面，干燥后获得含有二胺类单体的基底；将酰氯化合物放入容器底部，将制备的含有二胺类单体的基底放入容器内，酰氯化合物与含有二胺类单体的基底不发生直接接触，密封容器后，进行气相聚合反应，反应结束后干燥得到聚酰胺膜。通过改进聚酰胺膜的合成方法，避免反应过程中有机溶剂的使用，使反应过程更加绿色高效。本发明方法具有广泛的通用性，可以用于多种材质与构型的基底，为其工业化应用奠定基础。

技术领域

本发明属于膜技术领域，主要提供一种气相聚合制备聚酰胺膜的方法及聚酰胺膜与应用。

背景技术

随着人口的快速增长及环境污染的加剧，水资源紧缺的问题受到人们的广泛关注。传统的水处理技术包括吸附、微生物降解及絮凝沉淀等，往往存在着分离效率低、成本高昂等问题，因而在应用和推广中受到限制。膜分离技术具备能耗低、环境友好及操作简单的优势，其在饮用水水质控制、废水处理和工业生产中获得广泛应用。在众多膜分离技术中，纳滤及反渗透能够对有机小分子及无机盐产生较高的去除效率，因此成为海水淡化及小分子去除中最常用的技术手段。

作为最常用的纳滤和反渗透膜，聚酰胺膜主要通过水溶液中的胺类单体和有机溶液中的酰氯单体进行液相界面聚合制备而成。传统的液相界面聚合方法，需要使用大量有机溶剂，不仅增加了聚酰胺膜的生产成本，也对环境造成了较大危害。因此，探索和开发一种简单可行、经济环保的新方法以合成聚酰胺膜，具有重要意义和良好的应用前景。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种气相聚合制备聚酰胺膜的方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的气相聚合制备聚酰胺膜。

本发明再一目的在于提供上述气相聚合制备聚酰胺膜在有机溶剂纳滤中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种气相聚合制备聚酰胺膜的方法，包括以下步骤：

(1)制备含有二胺类单体的基底：

将二胺类单体，加入到溶剂中搅拌分散，将所得溶液均匀涂覆在基底表面，干燥后获得含有二胺类单体的基底；

(2)气相聚合制备聚酰胺膜：

将酰氯化合物放入容器底部，将步骤(1)中制备的含有二胺类单体的基底放置在酰氯化合物上方，且酰氯化合物与含有二胺类单体的基底不发生直接接触；密封容器后，进行气相聚合反应，反应结束后干燥得到聚酰胺膜。

步骤(1)中，所述的二胺类单体为哌嗪、对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、乙二胺、间苯二甲胺、二氨基甲苯和苯二甲基二胺中的至少一种。

步骤(1)中，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中的至少一种。

步骤(1)中，所述溶液的质量浓度为1～10mg/mL，优选2～5mg/mL。

步骤(1)中，所述基底的构型为平板式、管式、网式或中空纤维式。

步骤(1)中，所述基底的材质为聚砜、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚醚酰亚胺、纤维素、氧化铝、二氧化钛、铜、铁或锌。

步骤(1)所述干燥的温度优选为20～150℃。

步骤(2)中，所述的酰氯化合物为均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、丙二酰氯、1,3-苯二磺酰氯、1,4-环己二酰氯或环己烷三酰氯。

步骤(2)所述酰氯化合物的用量满足，每2.5～225cm²的基底使用0.1～2g的酰氯化合物；更优选为使用0.2～1g的酰氯化合物。