[发明专利]纳滤膜的制备方法及由其制备的纳滤膜

说明书

本发明涉及纳滤膜的制备方法及由其制备的纳滤膜。所述制备方法包括以下步骤：制备铸膜液，使铸膜液在增强材料上固化形成基膜；将所述基膜依次与水相溶液和油相溶液接触以在所述基膜上进行界面聚合反应形成聚酰胺功能层，其中所述水相溶液包含水相单体和添加剂，所述添加剂为糖苷化磺酰胺类化合物，所述油相溶液包含油相单体；经后处理得到纳滤膜，所述后处理包括羟基化处理和交联处理。通过本发明的制备方法制备的纳滤膜具备高通量和选择性分离性能以及优异的抗菌性能，能够有效地避免微生物污染。

技术领域

本发明涉及水过滤膜的技术领域，尤其涉及纳滤膜的制备方法和由其制备的纳滤膜。

背景技术

随着经济的发展，人们对印染和纺织的需求逐渐增加。近年来，染料的生产和使用量大幅度增加，在这个过程中，会产生大量的含染料的废水，如果将这些未经处理的含染料的废水直接排放，会导致严重的环境污染问题。因此，含染料的废水的处理以及回收再利用成为当前急需解决的环境问题之一。除此之外，在染料的使用过程中，会加入大量无机盐以提高生产和染色效率，这加剧了染料回收的难度。如何实现含染料的废水中活性染料与无机盐的有效分离，达到回收和重复利用，是当前研究的一个重点。

膜分离技术是一种新型可靠的分离技术，在水处理、制药、食品、能源及化工等领域有着杰出的应用表现，吸引了广大研究人员的注意。其中，纳滤膜已被广泛用于水处理过程。与反渗透膜相比，纳滤膜的成功应用往往源于它对一种溶质的选择性分离。其一为对不同价态的盐离子的分离，如在地下水的软化过程中，通过纳滤过程，能够有效地去除水中的钙镁离子而保留钠离子，从而有效地降低水的硬度；其二为对有机小分子和盐离子的分离，如在纺织行业中，含染料的废水往往含有染料和盐类物质，通过纳滤过程可以截留染料而收集盐类物质进行二次利用，而染料也进一步浓缩到更容易处理的浓度，因此，纳滤膜分离技术是目前用于处理印染行业废水的最经济有效的技术。

在纳滤膜系统的实际应用过程中，除了考虑纳滤膜的截留性能以外，系统的运行成本也是至关重要的。通过提高纳滤膜的水通量，可以有效地降低系统的运行压力，大幅度的降低纳滤膜系统的运行成本。在纳滤膜类别中，制备具有疏松结构的聚酰胺层的纳滤膜可以有效地提高渗透通量，这为纳滤膜的实际应用带来了较好的基础。

目前已经有很多研究集中于如何制备具有疏松结构的聚酰胺层的纳滤膜，如在专利文献CN111450715B中提及在基膜制备中加入无机盐，采用单宁酸为水相溶液，制备出具有疏松结构的纳滤膜。在专利文献CN112058094B中，研究人员将聚脲微球加入到基膜中，对基膜表面进行交联处理制备出具有疏松结构的纳滤膜。

需要注意的是，膜的污染是纳滤膜等膜技术应用的主要障碍。膜的污染是指在膜的过滤过程中，悬浮物或可溶性物质(微生物、大分子和胶体盐等)与膜发生物理化学作用或机械作用而在膜的表面或膜孔内发生的吸附、沉积、堵塞等现象。膜的污染的存在，会导致膜的通量衰减，膜的寿命减少，这会造成膜分离技术的应用成本增加。缓解膜的污染已经成为膜分离技术应用的关键技术难题。

膜的污染主要分为有机污染、无机污染、微生物污染和胶体污染，其中有机污染和无机污染为可逆污染，微生物污染和胶体污染主要为不可逆污染。膜表面的微生物污染可以归结为细菌、藻类等在膜表面的吸附、繁殖形成的生物层。为了避免在膜表面形成污染，需要对膜表面进行抗菌处理，以达到缓解由于不可逆的微生物污染导致的膜性能的永久性下降。

因此，如何制备具有较好的渗透和分离性能且兼具抗微生物污染的纳滤膜，是当前纳滤膜研究中的一大技术热点。

发明内容

发明要解决的问题

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种纳滤膜的制备方法及由其制备的纳滤膜。该纳滤膜在水处理过程中同时具备高通量和选择性分离(有机染料和无机盐离子的选择性分离)性能以及优异的抗菌性能，能够有效地避免微生物污染。

用于解决问题的方案