一種有機物選擇性納濾復合膜及其制備方法和應用技術

本發(fā)明專利技術屬于納濾復合膜技術領域，具體涉及一種有機物選擇性納濾復合膜及其制備方法和應用。該方法包括以下步驟：將分離層溶液與表面帶有負電荷的功能性超濾或微濾支撐膜的表面接觸以進行反應，反應結束后將得到的膜材料再依次經(jīng)過甘油的水溶液的浸泡處理和高溫加熱處理，得到所述的有機物選擇性納濾復合膜。本發(fā)明專利技術所提供的有機物選擇性納濾復合膜本身無毒，無腐蝕性。納濾復合膜的制備的過程中無有機溶劑，綠色環(huán)保。所制備的納濾復合膜對有機物表現(xiàn)出較高的截留率，截留分子量可達200

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種有機物選擇性納濾復合膜及其制備方法和應用


[0001]本專利技術屬于納濾復合膜
，具體涉及一種有機物選擇性納濾復合膜及其制備方法和應用。

技術介紹

[0002]納濾復合膜的分離能力介于超濾膜和反滲透膜之間，一般定義為能有效分離分子量200-1000的有機小分子物質以及二價離子，具有分離精度高、能耗低、環(huán)境友好等特點。在水處理等領域極具應用前景。
[0003]目前商品化的納濾復合膜主要是由界面聚合技術制備的復合膜，其材料主要是聚酰胺，包括全芳香和半芳香。較致密的納濾復合膜可以做到較低的的截留分子量，去除小分子有機物，但是對Ca、Mg，Na離子的去除率也較高。致密型納濾復合膜如DOW的NF90，NF40，GE的DL，HL等納濾復合膜，報道的截留分子量為150-300Da，對二價鹽，如MgSO4的截留率高達98％。疏松性型納濾復合膜如Synder的NFG納濾復合膜，MgSO4和NaCl的截留率分別為50％和10％左右，而截留分子量600-800Da。同樣Sepro的NF6和NTR7450，對無機鹽的截留率較低，但是截留分子量500Da，不能有效去除大多數(shù)小分子有機物。在凈水領域，過高的無機鹽截留率會導致納濾產(chǎn)水中離子濃度低，不利于飲水健康。在其他水處理方面，對二價離子，尤其是Ca離子截留率過高，會加劇難溶鹽在膜表面的富集，導致結垢，增加膜系統(tǒng)運行成本。

技術實現(xiàn)思路

[0004]為解決現(xiàn)有技術的不足，本專利技術提供了一種有機物選擇性納濾復合膜及其制備方法和應用。本專利技術所提供的有機物選擇性納濾復合膜擁有較低的截留分子量的同時，同時保持對一價和二價鹽有較低的截留率。
[0005]本專利技術所提供的技術方案如下：
[0006]一種有機物選擇性納濾復合膜的制備方法，包括以下步驟：將分離層溶液與表面帶有負電荷的功能性超濾或微濾支撐膜的表面接觸以進行反應，反應結束后將得到的膜材料再依次經(jīng)過甘油的水溶液的浸泡處理和高溫加熱處理，得到所述的有機物選擇性納濾復合膜。
[0007]基于上述技術方案，分離層溶液與表面帶有負電荷的功能性超濾或微濾支撐膜的表面接觸以進行反應，通過電荷間的作用形成復合層，再經(jīng)過熱處理之后即可形成致密的分離層。
[0008]具體的，所述的分離層溶液為多胺基物質的溶液。優(yōu)選溶劑為水。也可以是甲醇、乙醇或異丙醇中的一種。
[0009]具體的，所述的分離層溶液為多巴胺的水溶液、聚乙烯亞胺的水溶液或多胺基離子化合物的水溶；
[0010]具體的，所述的分離層溶液的濃度為0.1～0.5wt％。
[0011]具體的，所述的表面帶有負電荷的功能性超濾或微濾支撐膜選自水解聚丙烯腈膜、磺化聚醚醚酮膜或磺化聚砜膜中的任意一種，其表面富集磺酸基或者羧基等帶有負電荷的官能團。
[0012]支撐膜材料可以由非水溶性陰離子聚合物電解質制備，也可以通過將非水溶性陰離子聚合電解質與常用膜材料的共混后制備，制備方法包括但不限于熱致相分離、非溶劑致相分離。也可以通過直接改性支撐膜獲得，如將聚丙烯腈超/微濾膜水解。
[0013]具體的，反應時間為5～60min。
[0014]具體的，所述甘油的水溶液的質量百分含量為5～20％，浸泡處理時間為10～30min。
[0015]具體的，高溫加熱處理的溫度為60～120℃，時間5～20分鐘。
[0016]具體的，可采用傾倒或涂覆的方式，將分離層溶液與表面帶有負電荷的功能性超濾或微濾支撐膜的表面接觸以進行反應。
[0017]本專利技術還提供了上述制備方法制備得到的有機物選擇性納濾復合膜。
[0018]本專利技術還提供了上述有機物選擇性納濾復合膜的應用，用于水處理。
[0019]本專利技術所提供的有機物選擇性納濾復合膜本身無毒，無腐蝕性。納濾復合膜的制備的過程中無有機溶劑，綠色環(huán)保。所制備的納濾復合膜對有機物表現(xiàn)出較高的截留率，截留分子量可達200-300Da，對鈣、鎂、鈉離子的截留率小于15％。
附圖說明
[0020]圖1為實施例1中的納濾膜對PEG及鹽的截留率的對比圖。
[0021]圖2為實施例2中的納濾膜對小分子有機物及鹽的截留率的對比圖。
[0022]圖3為實施例3中的納濾膜對小分子有機物及鹽的截留率的對比圖。
具體實施方式
[0023]以下對本專利技術的原理和特征進行描述，所舉實施例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。
[0024]實施例1
[0025]1、配置16wt％聚丙烯腈的N-N二甲基乙酰胺溶液，60
°
攪拌完全溶解后溶液靜置泡24小時；
[0026]2、將直鏈型聚乙烯亞胺在常溫下配置成0.1wt％的水溶液，靜置待用，該直鏈型聚乙烯亞胺為Aladin公司的產(chǎn)品，分子量70000；
[0027]3、采用非溶劑制相轉化法，用200μm厚度的刮膜刀使步驟1中的膜液均勻涂覆在無紡布上，然后將其快速浸沒在去離子水中制成基膜，靜置12h；
[0028]4、將步驟3中的膜至于10％的NaOH溶液中，50
°
水解60min，之后基膜取出，去離子水沖洗直到pH值為中性；
[0029]5、將步驟2中的PEI溶液傾倒在膜表面，反應30min后用去離子水沖洗去除膜面多余的PEI；
[0030]6、將膜浸泡在質量百分含量為5％的丙三醇水溶液中20min；
[0031]7、將膜在80℃下處理15min，得到納濾膜。
[0032]測定本例得到的納濾膜對平均分子量為400和200的聚乙二醇水溶液(0.1g/L)，以及NaCl、MgSO4、CaCl2(1-2g/L)溶液的分離性能。測定溫度為25℃，操作壓力為4bar。膜通量、截留率如圖1。
[0033]實施例2
[0034]1、配置18wt％聚丙烯腈的N-N二甲基乙酰胺溶液，60
°
攪拌完全溶解后溶液靜置泡24小時；
[0035]2、將支鏈型聚乙烯亞胺在常溫下配置成0.1wt％的水溶液，不溶液靜置待用，該支鏈型聚乙烯亞胺為Acros公司的產(chǎn)品，分子量60000；
[0036]3、采用非溶劑制相轉化法，用200μm厚度的刮膜刀使步驟1中的膜液均勻涂覆在無紡布上，然后將其快速浸沒在去離子水中制成基膜，靜置12h；
[0037]4、將步驟3中的膜至于10％的NaOH溶液中，50
°
水解60min，之后基膜取出，去離子水沖洗直到ph值為中性；
[0038]5、將步驟2中的PEI溶液傾倒在膜表面，反應30min后用去離子水沖洗去除膜面多余的PEI；
[0039]6、將膜浸泡在質量百分含量為5％的丙三醇水溶液中20min；
[0040]7、將膜在80℃下處理15min，得到納濾膜。
[0041]測定本例得到的納濾膜對平均分子量為200的聚乙二醇水溶液(0.1g/L)、小分子藥物(布洛芬，苯扎貝特、三氯生、萘普生，濃度約為0.005g/L)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種有機物選擇性納濾復合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將分離層溶液與表面帶有負電荷的功能性超濾或微濾支撐膜的表面接觸以進行反應，反應結束后將得到的膜材料再依次經(jīng)過甘油的水溶液的浸泡處理和高溫加熱處理，得到所述的有機物選擇性納濾復合膜。2.根據(jù)權利要求1所述的有機物選擇性納濾復合膜的制備方法，其特征在于：所述的分離層溶液為多胺基物質溶液。3.根據(jù)權利要求2所述的有機物選擇性納濾復合膜的制備方法，其特征在于：所述的分離層溶液為多巴胺的溶液、聚乙烯亞胺的溶液或多胺基離子化合物的溶液；溶劑選自水、甲醇、乙醇或異丙醇中的任意一種；所述的分離層溶液的濃度為0.1～0.5wt％。4.根據(jù)權利要求1所述的有機物選擇性納濾復合膜的制備方法，其特征在于：所述的表...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李雁博，李琛威，汪鐵林，徐慢，王存文，
申請(專利權)人：武漢工程大學，
類型：發(fā)明
國別省市：