【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于分離領域，具體涉及一種表面改性的分離膜及其制備方法和應用。
技術介紹
1、水資源短缺、水環境污染嚴重是全球面臨的兩個重大的環境問題。傳統的水處理方法已經不足以滿足需求，因此需要更高效的水處理方法。膜分離技術因操作簡單、效率高、能耗低等優點而受到廣泛關注。
2、膜分離技術的原理是以膜兩側的壓力差為推動力,利用膜孔的物理篩分及滲透等原理,將不同組分分離的過程，主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等技術。當前已用于工業化生產的高分子膜材料(如聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈﹑醋酸纖維素、聚氯乙烯等)具有較好的化學穩定性和熱穩定性。
3、雖然分離膜在水處理領域得到廣泛的應用，但其在實際應用過程中仍存在有關膜污染的問題。在膜過濾過程中，水中的污染物吸附或沉積在膜表面或膜孔道中，使得膜孔徑變小或堵塞膜孔，導致膜通量和膜分離性能下降。膜污染減少了膜的有效使用壽命，最終導致膜分離技術的成本增加。膜的抗污染性能受到親水性的影響，因此可以通過引入親水性基團來提高膜的親水性。
4、近年來開發了不同的技術對分離膜進行改性，以提高其親水性。主要技術有本體改性、共混改性和表面改性。
5、本體改性是一種很直接的方法，在成膜之前將改性物質直接與分離膜材料反應，通過化學反應將親水性基團或分子鏈段引入分離膜材料的分子鏈上，從而實現親水性改性。常用的親水性基團有酸酐、氨基、含氧基團等。但是利用本體改性的方法對高分子膜材料進行改性，材料的固有的成膜性能會受到影響。
6、共混改性是最常用的傳統改性方
7、表面改性是通過旋涂、浸沒或沉積等物理方法將親水性物質附著在膜表面，形成一層親水性涂層，從而提升膜的親水性和抗污染性能。涂層與膜之間的相互作用力主要是物理吸附、氫鍵、交聯等。但是該方法得到的表面涂覆層的穩定性較差，在膜分離過程中容易脫落，很難長期保持膜表面的潤濕性。除了涂層穩定性，涂覆法還可能會堵塞膜孔導致水通量和分離性能的降低。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術中的缺點，提供一種表面改性的分離膜及其制備方法和應用。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、一種表面改性的分離膜，包括基膜以及設置在所述的基膜表面的小分子親水性基團；所述的基膜表面含有-cl基團。
4、所述的親水性基團為羧基、羥基、磺酸基團、或者磷酸基團中的一種或者混合。
5、優選的，所述的基膜為聚氯乙烯分離膜。
6、本專利技術還包括一種所述的表面改性的分離膜的制備方法，包括下述步驟：將小分子兩性化合物的水溶液調至堿性，使基膜與小分子兩性化合物的堿性水溶液反應，一步法共價接枝在基膜表面。
7、所述的小分子兩性化合物為?；撬?、氨基磺酸、葡甲胺、d-酪氨酸、谷氨酸、絲氨酸、l-脯氨酸、胞苷-5'磷酸的一種或兩種以上的混合物。
8、所述的小分子兩性化合物的濃度為0.3wt％-6wt％。優選1wt％-5wt％，更優選為2％。
9、所述的小分子兩性化合物的水溶液調至堿性的具體方法為：用氫氧化鈉調至堿性，ph范圍為8-13；優選為12。
10、一步法共價接枝的反應條件為：反應時間為2-12小時，反應溫度為20-100℃；優選20-70℃。
11、所述的聚氯乙烯分離膜為中空纖維膜、平板膜、或者管式膜。
12、本專利技術還包括一種所述的表面改性的分離膜的應用，應用于微濾、超濾、納濾領域。
13、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
14、本申請的技術方案采用利用基膜表面的-c?l基團，將小分子親水性基團接枝在基膜表面，表面接枝可以有效減小改性膜的水接觸角，提高其親水性，從而使得抗污染性能提高，且利用化學鍵在膜表面或內部建立接枝聚合物鏈，既保留了聚合物基材原有的機械性能，又提高了改性物質在膜表面的穩定性。同時避免了常規接枝大分子導致的堵塞膜孔的現象，通量不會大幅下降。
15、作為其中的優選形式，本專利技術采用的高分子膜材料是低成本的聚氯乙烯膜材料，利用聚氯乙烯本體自有的c-cl鍵，一步法在膜表面引入親水性基團，如羧基、羥基、磺酸基團、磷酸基團等。制備的改性分離膜表面親水性增強、水通量升高，且膜表面改性條件溫和、操作簡單、易于調控，更好地提高了聚氯乙烯分離膜表面的親水性。
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1.一種表面改性的分離膜，其特征在于，包括基膜以及設置在所述的基膜表面的小分子親水性基團，所述的基膜表面含有-Cl基團。
2.根據權利要求1所述的表面改性的分離膜，其特征在于，所述的親水性基團為羧基、羥基、磺酸基團、或者磷酸基團中的一種或者混合。
3.根據權利要求1所述的表面改性的分離膜，其特征在于，所述的基膜為聚氯乙烯分離膜。
4.一種權利要求1-3任一項所述的表面改性的分離膜的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：將小分子兩性化合物的水溶液調至堿性，使基膜與小分子兩性化合物的堿性水溶液反應，一步法共價接枝在基膜表面。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的小分子兩性化合物為?；撬?、氨基磺酸、葡甲胺、D-酪氨酸、谷氨酸、絲氨酸、L-脯氨酸、胞苷-5'磷酸的一種或兩種以上的混合物。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的小分子兩性化合物的濃度為0.3wt％-6wt％。優選1wt％-5wt％,更優選為2％。
7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的小分子兩性化合物的水溶液調
8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，一步法共價接枝的反應條件為：反應時間為2-12小時，反應溫度為20-100℃；優選20-70℃。
9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的聚氯乙烯分離膜為中空纖維膜、平板膜、或者管式膜。
10.一種權利要求1-3任一項所述的表面改性的分離膜的應用，其特征在于，應用于微濾、超濾、納濾領域。
...【技術特征摘要】
1.一種表面改性的分離膜，其特征在于，包括基膜以及設置在所述的基膜表面的小分子親水性基團，所述的基膜表面含有-cl基團。
2.根據權利要求1所述的表面改性的分離膜，其特征在于，所述的親水性基團為羧基、羥基、磺酸基團、或者磷酸基團中的一種或者混合。
3.根據權利要求1所述的表面改性的分離膜，其特征在于，所述的基膜為聚氯乙烯分離膜。
4.一種權利要求1-3任一項所述的表面改性的分離膜的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：將小分子兩性化合物的水溶液調至堿性，使基膜與小分子兩性化合物的堿性水溶液反應，一步法共價接枝在基膜表面。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的小分子兩性化合物為牛磺酸、氨基磺酸、葡甲胺、d-酪氨酸、谷氨酸、絲氨酸、l-脯氨酸、胞苷-5'...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂曉龍，范寧，楊悅，任凱，高旭，賈秋英，王晶晶，
申請(專利權)人：天津膜天膜科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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