[发明专利]一种含改性碳纳米管的聚酰胺复合纳滤膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种含改性碳纳米管的聚酰胺复合纳滤膜的制备方法：采用混酸H2SO4/HNO3处理碳纳米管制备羧基化碳纳米管，然后将羧基化碳纳米管和甲基丙烯酸甲酯为原料，在表面活性剂和AIBN作用下，采用微乳液聚合方法来接枝聚甲基丙烯酸甲酯，对多壁碳纳米管进行亲油性非极性处理，得到PMMA-MWNTs。将前处理的多孔超滤膜浸入多元胺的水溶液中，去除水后空气流晾干，晾干后的膜与多元胺、多元酰氯和PMMA-MWNTs的溶于有机溶剂的有机相进行界面聚合反应，得到PMMA改性碳纳米管的聚酰胺复合纳滤膜。本发明制备的膜具有水通量高，脱盐率高等优点，而且制备方法操作简单，反应条件温和，易于工业化生产应用。

主权项

一种含改性碳纳米管的聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）将碳纳米管置于混酸溶液中40～70℃下超声分散1～3h，所述混酸溶液为浓硫酸和浓硝酸体积比3：1混合的溶液，随后在60～80℃下加热回流反应2～8h，然后加大量纯水稀释、用孔径为0.22μm的微孔滤膜抽滤，并用纯水洗涤滤渣直至洗涤液的pH值为中性，烘干后研磨得到羧基化碳纳米管粉末；（2）将表面活性剂溶于水中，加入步骤（1）制得的羧基化碳纳米管粉末和甲基丙烯酸甲酯，超声分散20～60分钟，然后加入纯化后的偶氮二异丁腈溶于水的溶液，60～80℃温度下搅拌反应，氮气保护下反应30～120min，反应结束所得溶液用甲醇、石油醚交替洗涤2～5次，得到沉淀，用孔径0.22μm的微孔滤膜真空过滤，滤饼室温下真空干燥，研磨得到聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳纳米管粉末；所述羧基化碳纳米管粉末、表面活性剂、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈的质量比为1：1～2：12～30：0.1～0.3所述的表面活性剂为十六烷基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基硫酸钠或琥珀双异辛酯磺酸钠；(3)将多元胺溶于水中，配成浓度0.5～8g/L的水相溶液；将多元酰氯和步骤（2）得到的聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳纳米管粉末加入有机溶剂中，超声分散10～30分钟得有机相，其中多元酰氯的浓度为 1～8g/L，聚甲基丙烯酸甲酯改性的碳纳米管粉末的浓度为0.05～0.6g/L；将前处理后的多孔超滤底膜先浸没于水相溶液中2～5分钟，倒去水相溶液，将膜晾干后浸没于有机相中，在膜表面进行界面聚合反应15～600秒，取出聚合反应后的膜，在50～80℃温度下热处理10～40分钟，经超纯水漂洗，制得所述含改性碳纳米管的聚酰胺复合纳滤膜；所述多元胺为哌嗪、间苯二胺、苯二胺、二乙醇胺、三乙烯四胺、5‑磺酸基间苯二胺中的一种或两种以上的混合物；所述多元酰氯为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯，邻苯二甲酰氯、5‑异氰酸酯‑异酞酰氯中的一种或两种以上的混合物；所述多孔超滤底膜为平均孔径为30‑50纳米的聚砜或聚醚砜多孔超滤膜；所述有机溶剂为苯、甲苯或环己烷。