[发明专利]多元胺纳米粒子自组装纳滤膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种多元胺纳米粒子自组装纳滤膜的制备方法。以多元胺单体分子为原料，多巴胺为仿生粘合剂，在水溶液中自聚合形成多元胺纳米粒子，通过在多孔支撑膜表面进行原位自组装界面交联制备多元胺纳米复合纳滤膜。通过调节多元胺纳米粒子的表面自组装行为和界面交联过程，优化纳米分离层厚度、交联程度及其表面性质，可获得渗透选择性高和稳定性好的纳滤膜。该纳滤膜在0.6MPa操作压力下，其水通量为80～150，对有机物分子截留率可高达98%，对无机盐离子的截留率一般低于30%。因此，所制备的多元胺纳米复合纳滤膜具有高的分离选择性和水渗透通量，膜制备方法简便可控、成本低廉，具有良好的工业化应用前景。

主权项

1.多元胺纳米粒子自组装纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1）将0.1～2质量份的多元胺单体分子和0.02～0.5质量份的多巴胺分子溶解于100质量份的碱性水溶液中，通入氧气，在15～25℃下聚合0.5～6小时，经离心、去离子水洗涤、干燥后得到多元胺纳米粒子；2）将多孔支撑膜在上述多元胺纳米粒子碱性水分散液中浸渍1～10分钟，取出并去除膜表面过量的水相分散液，形成多元胺纳米粒子自组装膜；再将其浸入到含多元酰氯单体分子的有机相溶液中0.5～5分钟进行界面交联，取出并去除膜表面残余的有机相溶液；在40～65℃下固化10～30分钟，经去离子水洗涤后，得到多元胺纳米复合纳滤膜；其中，步骤1）中所述的多元胺单体分子为选自乙二胺、二乙烯三胺、哌嗪、N‑氨乙基哌嗪、间苯二胺、1, 3, 5‑三氨基苯或2，6‑二氨基吡啶中的一种；步骤2）中所述的多元酰氯单体分子为选自邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯或联苯四甲酰氯中的一种；步骤1）中所述的碱性水溶液为质量百分比浓度为0.01～0.1%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液；步骤1）中所述的离心条件为在5000~12000转/每分钟的转速下离心20～60分钟；步骤1）中所述的干燥条件为在40～60℃下真空干燥4～12小时；步骤2）中所述的多孔支撑膜为聚砜超滤膜、聚丙烯腈超滤膜或聚偏氟乙烯超滤膜；步骤2）中所述的多元胺纳米粒子碱性水分散液中多元胺纳米粒子的质量百分比浓度为0.1～2%；步骤2）中所述的多元胺纳米粒子碱性水分散液中氢氧化钠的质量百分比浓度为0.001～0.01%；步骤2）中所述的有机相溶液中多元酰氯单体分子的质量百分比浓度为0.1～0.5%；步骤2）中所述的有机相溶液的溶剂是正己烷、环己烷或庚烷。