[发明专利]一种选择性去除全氟及多氟化合物的纳滤膜绿色制备方法

说明书

本发明提供一种选择性去除全氟及多氟化合物(PFAs)的纳滤膜绿色制备方法，首先通过真空抽滤的方式将天然有机物腐殖酸水溶液中腐殖酸附着在聚醚砜微滤膜上；然后将其置于亚胺单体/水溶液中浸润后取出，使用滤纸从腐殖酸负载层背面吸干多余水分，然后浸入酰氯单体/正己烷溶液中，进行界面聚合反应及后处理。在对于PFAs的截留率基本不变的情况下，本发明提供的膜水通量相比于对照组显著提升，同时PFAs/钙镁离子选择性大幅提升。本发明通过将一种廉价易得的绿色材料引入到纳滤膜材料制备过程中，显著提升纳滤膜的选择性和水通量，并针对性提高对于PFAs物质的去除选择性，提高水回用效率和回用水品质，保障用水健康。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种选择性去除全氟及多氟化合物的纳滤膜绿色制备方法。

背景技术

纳滤膜分离技术是近年来水处理与回用领域兴起的新兴技术，相较于反渗透膜分离，纳滤具有水通量高、选择性可调的特点，经合理设计，其有望实现对特定污染物的选择性去除并能让有益溶质透过膜。近年来，一类新兴污染物——全氟及多氟化合物(PFAs)，因其在痕量浓度下即对人体有较大危害，备受学界和社会关注。商业纳滤膜如陶氏公司的NF270和NF90型号纳滤膜，能一定程度上去除PFAs(截留率85％)，但其在截留PFAs的同时，也会截留水中有益的溶质(如人体所需矿物质Ca²⁺、Mg²⁺等)。随着纳滤膜在水处理和回用领域的推广应用，如何在纳滤膜分离过程中既保持PFAs等污染物的高去除率，同时让有益盐尽可能多的透过来实现污染物与有益盐的选择性分离，已成为在纳滤膜研究和应用中的热点和难点问题。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种选择性去除全氟及多氟化合物的纳滤膜绿色制备方法，使得其在膜性能提升的同时，降低其制膜成本。

本发明提供如下技术方案：一种选择性去除全氟及多氟化合物的纳滤膜绿色制备方法，包括以下步骤：

1)通过在0.3-1bar真空度下进行抽滤，将作为溶液A的天然有机物腐殖酸水溶液中大颗粒腐殖酸以0.3-2.4g/m²的负载量附着在0.22μm孔径的聚醚砜微滤膜上，制备出表面具有天然有机物绿色预覆层的微滤膜；

2)将步骤1)中所制备的微滤膜置于溶于水中的亚胺单体所形成的溶液B中浸润1-5min后取出，使用滤纸从微滤膜背面吸干多余水分；

3)将附着有溶液B的所述微滤膜浸入到酰氯单体溶于正己烷形成的溶液C中，进行界面聚合反应15-90s，而后用正己烷润洗界面聚合完成后的复合膜活性层，最后将膜片置于60-80℃烘箱中热处理1-10min。

进一步地，所述溶液A为1-20mg/L的天然有机物腐殖酸水溶液，在使用前超声1-4h。

进一步地，所述聚醚砜微滤膜的孔径为0.1-1μm。

进一步地，所述溶液B中的亚胺单体为哌嗪，所述溶液B为质量体积分数为0.04-0.4wt/v％的哌嗪/水溶液。

进一步地，所述溶液C为质量体积分数为0.04％～0.4wt/v％的均苯三甲酰氯/正己烷溶液。

本发明的有益效果为：

1、本专利旨在发明一种具有高PFAs去除率，同时具有良好有益盐选择性的纳滤膜，从而突破纳滤膜PFAs/有益盐选择性瓶颈。