[发明专利]一种纳滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳滤膜、一种纳滤膜的制备方法以及由该方法制备得到的纳滤膜。

背景技术

纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几纳米左右，对单价离子和分子量小于200的有机物的脱除较差，而对二价或多价离子及分子量介于200-500之间的有机物有较高的脱除率，可广泛地用于水软化、饮用水净化、改善水质、油水分离、废水处理及回用、海水软化以及染料、抗生素、多肽、多糖等化工制品的分级、纯化和浓缩等领域。

目前，商品化的纳滤膜主要是包括支撑层和分离层的复合膜，而分离层主要为聚酰胺层。然而，由于材料特性的限制，在极端pH环境下，特别是强碱条件下，传统的聚酰胺纳滤膜会发生降解(聚酰胺纳滤膜的使用pH值范围一般为2-11)，因此，聚酰胺纳滤膜只能用于在中性介质或者接近中性的弱酸弱碱性介质中使用。

磺化以及季胺化聚醚砜具有较好的耐酸性能、耐碱性能及耐氯性能，在膜领域具有较好的应用前景。US4818387公开了一种磺化聚醚砜复合膜(结构如式(Ⅰ)所示)及其制备方法。测试结果表明，采用浸涂法制备的磺化聚醚砜复合膜具有非常好的耐氯性能和耐氧化性能。CN101721926A公开了一种磺化含二氮杂萘酮结构共聚芳醚砜复合膜(结构如式(Ⅱ)所示)及其制备方法，该类复合膜具有良好的分离性以及耐氯性。此外，研究还表明，虽然磺化聚芳醚砜具有优异的耐酸性能、耐碱性能及耐氯性能，但是其脱盐率和透水性仍然不够好，这也阻碍了其产业化进程。与磺化聚醚砜相比，季胺化聚醚砜的合成过程相对复杂，因而，其应用在纳滤膜方面的相关报道也较少。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新的兼具有优异的透水性和脱盐率的纳滤膜及其制备方法。

本发明提供了一种纳滤膜，该纳滤膜包括支撑层和分离层，其中，所述分离层为由式(1)和/或式(2)所示的含季铵基团的聚醚砜经交联形成的层；

其中，R₁与R₂相同或不同，各自独立地为CH₂N(CH₃)₃X或CH₃，且R₁与R₂不同时为CH₃，X为卤原子；R₃-R₁₀相同或不同，各自独立地为CH₂N(CH₃)₃Y或CH₃，且R₃-R₁₀不同时为CH₃，Y为卤原子；m+n＝A，A为50-250的整数；x+y＝W，W为50-300的整数。

本发明还提供了一种纳滤膜的制备方法，该方法包括将支撑层浸渍在含有式(3)和/或式(4)所示的卤代聚醚砜的铸膜液中，使得至少部分铸膜液附着在所述支撑层的表面上，然后将附着有铸膜液的支撑层进行干燥，得到复合膜，接着将所述复合膜中的卤代聚醚砜进行季铵化反应和交联反应；

其中，R₁`与R<sub>2</sub>`相同或不同，各自独立地为CH₂X或CH₃，且R₁`与R<sub>2</sub>`不同时为CH₃，X为卤原子；R₃`-R<sub>10</sub>`相同或不同，各自独立地为CH₂Y或CH₃，且R₃`-R<sub>10</sub>`不同时为CH₃，Y为卤原子；m+n＝A，A为50-250的整数；x+y＝W，W为50-300的整数。

本发明还提供了由上述方法制备得到的纳滤膜。

本发明的发明人发现，将式(1)和/或式(2)所示的含季铵基团的聚醚砜经交联形成的层用于形成纳滤膜的分离层，或者按照本发明提供的方法制备纳滤膜，能够使得到的纳滤膜具有非常优异的透水性和脱盐率，极具工业应用前景。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为由制备例1得到的卤代聚醚砜的核磁谱图。