[发明专利]一种耐碱纳滤膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐碱纳滤膜及其制备方法与应用，在水相中添加胺基化木质素，木质素中含有大量的羟基，极易与聚酰胺，氨基等或者自身之间形成氢键，使得整体聚酰胺热稳定性提高，增加了碱水解的能垒，提高其耐碱性能。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及到一种耐碱纳滤膜及其制备方法。

背景技术

现代化学行业、食品行业、饮料行业和制药业的不断发展，产生了大量的废水，需要对废水进行进一步处理才可以排放，同时废水中含有部分营养成分或者金属离子，需要进行回收再使用。膜分离技术是一种基于孔径筛分，介电排斥，空间位阻中的一种或者几种为主要分离机理现代分离技术，由于其低成本、高效率以及环境友好，得到了广泛的关注。

纳滤膜是水处理中重要的分离膜，由于其优良的分离性能，被广泛的应用于海水淡化、染料工业、多盐废水中。许多生产中需要加入一定的碱以调节碱度，因此排出的废水碱度极高，这就要求分离膜具有一定耐碱能力。传统的纳滤膜选择层主要由聚酰胺组成，运行pH一般在12以下，在高度碱性条件下易受到碱水解，破坏碳基骨架结构，使得分离性能下降，所以研究开发耐碱聚酰胺纳滤膜具有重大的意义，具有广阔的运用前景；

由于纯的聚酰胺结构耐碱性不足，使得其应用于复杂碱性废水中存在处理效率低的问题。因此，需要应用其他耐碱材料来制备纳滤膜选择层以应用于复杂的碱性水系中。近年来，研究者通过使用氰酸酯、三聚氰胺、聚脲等物质制备出耐酸碱性纳滤膜，且长期操作下依然能保持优良的稳定性。但是，在使用这些毒性较强材料的过程中，难以避免的出现反应不完全的问题，其嵌入膜中，随着时间推移可能从中脱落，流入水质中，对水质造成二次污染。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种耐碱纳滤膜。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：纳滤膜的分离层具有泡状结构且长期耐碱性能，支撑层为纯高分子多孔聚合物膜，或者以无纺布为衬的高分子多孔聚合物膜。

作为本发明所述一种耐碱纳滤膜的优选方案，其中：所述纳滤膜其主体为纳米胺基化木质素颗粒，纳米胺基化木质素颗粒之间用致密聚酰胺层进行交联，使得分离层结构更加的致密和稳定。其孔径小于100nm，优选的小于50nm,更优选的小于10nm。

作为本发明所述一种耐碱纳滤膜的优选方案，其中：所述耐碱滤膜能在pH 13的条件下稳定运行168h以上。

本发明的再一个目的是克服现有技术中的不足，提供一种耐碱纳滤膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：将高分子聚合物、制孔添加剂按一定的溶于有机溶剂进行加热搅拌，形成均相混合溶液，谓铸膜液；将铸膜液静止脱泡(12～24h)处理之后，用微米级刮刀刮在玻璃板或无纺布上，无纺布需要先平铺固定在玻璃板上，空气中停留0～30s后在浸没在去离子水中相变成膜3～5min，形成支撑层；胺基化木质的碱溶液(pH为10～12)中加入一定量的哌嗪形成均相溶液，谓水相；一定量均苯三甲酰氯(TMC)溶于正己烷中，形成均相溶液，谓油相；先将用无尘纸擦干的支撑层浸入水相一定时间，取出支撑层，用吹风机吹干表面多余水珠；最后倒入一定量油相于浸过水相的支撑层，一定时间后，取出膜，待表面有机溶剂挥发完之后浸入去离子水水中保存待用。

作为本发明所述一种耐碱纳滤膜制备方法的优选方案，其中：所述铸膜液为高分子聚合物、制孔添加剂与有机溶剂形成的均相溶液；或者高分子聚合与有机溶剂形成的均相溶液，溶解温度为60～90℃,时间为12～24h。