[发明专利]一种高性能耐碱纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能耐碱纳滤膜及其制备方法，所述耐碱纳滤膜以3，3’‑二氨基二苯砜和4，4’‑二氨基二苯砜与对苯二甲酰氯发生缩聚反应生成聚(对苯二甲酰二苯砜二胺)，再利用相转化法制备得到。本发明所述的耐碱纳滤膜具有耐碱性强、化学稳定性好、分离性能以及渗透性能优异的特点，可广泛适用于化纤、造纸、冶金、钢铁、化工、食品等生产过程中的碱液回收利用中。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种稳定性好、耐碱性强、脱盐率及通量均较高的高性能纳滤膜及其制备方法。

背景技术

随着我国工业技术的疾速发展，纳滤膜在各类应用领域都得到了重要实践，例如应用于造纸行业、乳制品生产、黏胶纤维及甲壳素生产过程中的碱液回收处理方面。目前，大部分应用纳滤膜进行碱液回收处理的方法中，纳滤膜碱处理后会产生诸多问题，例如膜的孔径变大了，或者长时间进行分离，导致膜的机械强度大大降低等。另外，通常由界面聚合法制备的聚胺耐碱纳滤膜的通量和脱盐率会出现偏低的情况，使用一段时间后也可能会发生功能层脱落的情况，严重影响纳滤膜的使用寿命。因此，制备一种耐碱性强、化学稳定性好、分离性能以及渗透性能优异的纳滤膜对我国在膜材料方面更是一种巨大的发展和突破。

发明内容

基于现有普通耐碱纳滤膜应用于碱液回收时，存在的上述缺陷和不足，本发明提供一种以3，3’-二氨基二苯砜和4，4’-二氨基二苯砜与对苯二甲酰氯进行缩聚反应生成的聚(对苯二甲酰二苯砜二胺)为活性层膜物质的纳滤膜及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高性能耐碱纳滤膜，所述耐碱纳滤膜由基膜与形成于基膜上的活性层构成，所述活性层膜物质为聚(对苯二甲酰二苯砜二胺)，由3，3’-二氨基二苯砜和4，4’-二氨基二苯砜与对苯二甲酰氯发生缩聚反应生成。

本发明还提供了一种制备上述高性能耐碱纳滤膜的方法，包括如下步骤：

S1，将底物3，3’-二氨基二苯砜与4，4’-二氨基二苯砜分别加入溶剂A中，搅拌均匀，得到混合聚砜溶液；

S2，以对苯二甲酰氯为溶质，溶于溶剂A中，得到酰氯溶液；

S3，将步骤S1得到的混合聚砜溶液冷却至0℃以下，并向混合体系中缓慢滴加步骤S2制备得到的酰氯溶液，滴加过程中，控制体系反应温度为0-30℃，滴毕，将反应体系移至室温，制备得到聚(对苯二甲酰二苯砜二胺)溶液；

S4，向步骤S3制备得到的聚(对苯二甲酰二苯砜二胺)溶液中，加入制孔剂，经充分搅拌溶解与脱泡完全后，得到铸膜液；

S5，将脱泡后的铸膜液流延到支撑材料上进行刮膜，形成初生态膜，然后将初生态膜浸入凝固浴中进行溶剂与非溶剂的交换成膜，最终形成高性能耐碱纳滤膜。

作为优选，步骤S3中，所述3，3’-二氨基二苯砜、4，4’-二氨基二苯砜以及对苯二甲酰氯的投料摩尔比为1-3∶1-3∶2-4。

作为优选，步骤S3中，3，3’-二氨基二苯砜、4，4’-二氨基二苯砜与对苯二甲酰氯发生缩聚反应过程中，可添加催化量的氧化钙和/或氧化镁作为催化剂。

进一步地，步骤S3中，所述催化剂氧化钙和/或氧化镁在滴加对苯二甲酰氯溶液前，加入至混合聚砜溶液中。

进一步地，步骤S3中，所述反应体系移至室温后，需升温至50-60℃，并继续搅拌反应2-8小时至反应结束。

作为优选，步骤S1、步骤S2中，所述溶剂A选自二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺以及二甲基亚砜中的一种或多种。

作为优选，步骤S4中，所述制孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、氯化锂、二氧化硅中的至少一种。

作为进一步优选，步骤S4中，所述制孔剂为聚乙烯吡咯烷酮，质量浓度为8-10w/v％，制备铸膜液的温度为70-80℃。