[发明专利]一种高通量抗污染性磺化聚酰胺复合纳滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜材料改性技术领域，具体涉及一种界面聚合法制备复合纳滤膜。

背景技术

纳滤膜是20世界80年代后发展起来的一种介于超滤膜和反渗透膜之间的压力驱 动膜，其操作压力比反渗透膜低。纳滤膜分离在常温下进行，无化学反应，无相变，不破坏生 物活性，能有效地截留二价及高价盐和分子量数百的有机小分子，而使大部分一价无机盐 透过，可分离同类氨基酸和蛋白质，实现高分子量和低分子量的有机物的分离，且成本比传 统工艺低，因此被广泛地应用于水软化、工业用水、废水处理、化合物分离等领域。

纳滤膜技术是膜分离领域的研究热点，目前，纳滤膜的制备工艺主要有界面聚合 法、浸没沉淀法、稀溶液涂层法、热诱导相转变法、化学改性法、等离子聚合法和制备无机膜 所用的溶胶-凝胶法等。其中，界面聚合法是目前世界上工业化纳滤膜生产所采用的常用方 法，该方法利用两种反应活性高的单体在两种互不相容的溶剂界面处发生聚合反应，从而 在多孔支撑层是上形成一层选择层。界面聚合法是制备纳滤膜的主要技术方法，最常用的 水相单体为哌嗪。已经工业化的有，如日本NittoDenko公司的NTR7450、NTR-7250、NTR7410 等，美国DOW公司的NF270等。尽管哌嗪聚酰胺纳滤膜对无机盐阴离子截留率较高，但是哌嗪 聚酰胺纳滤的通量低，是其在应用过程中的弊端。

以往的研究多集中在工艺优化上，而针对单体结构纳滤膜影响的研究则相对较 少。武培怡等人利用三乙醇胺和均苯三甲酰氯通过界面聚合的方法制备了一种新型的聚酯 复合纳滤膜。经过在0.6兆帕下测试，对不同的盐的截留顺序为Na₂SO₄(82.2％),MgSO₄(76.5％),NaCl(42.2％)和MgCl₂。该膜的通量从8.4提高到11.5Lm^-2h^-1(Journalof MembraneScience320(2008)198-205)。因此，有效的通量有待提高，需要研制新型的高通 量纳滤膜，以此达到节能降耗的目的。

发明内容

本发明的目的是针对上述纳滤膜通量较低的问题，提供一种采用界面聚合法制备 的芳香聚酰胺纳滤膜，与传统的纳滤膜相比，本发明所述的纳滤膜能够在多孔支撑层上形 成高亲水性界面层，从而有利于提高膜通量，同时具有良好的抗污染性能。

实现本发明目的的技术解决方案是：

一种高通量抗污染性磺化聚酰胺复合纳滤膜，包括支撑层和聚酰胺层，所述的聚 酰胺层的结构如下：

所述的支撑层为微滤平板膜或超滤平板膜或中空纤维膜，材质为PVDF、PAN、PSf和 PES中的任意一种。

上述磺化聚酰胺纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)取多官能团磺化二胺单体溶解在水中，得到质量浓度为0.1-10wt％的水相溶 液，采用碱性物质调节水相溶液pH为9-11，将水相溶液与支撑层表面接触，使膜表面完全被 溶液浸润后，去除支撑层表面多余的溶液；

(2)将步骤(1)的产物与油相溶液完全接触，使其完全被油相溶液浸润后；取出后 除去表面多余的油相溶液，采用有机溶剂清洗，自然干燥后，采用去离子水清洗膜表面至无 残留物。

步骤(1)中，浸润时间大于1min。

步骤(1)中，多官能团磺化二胺单体，其化学结构式如下：

其中，“-Ar-”＝

的一种，这里n＝1或2。

步骤(2)中，油相溶液为质量浓度为0.01-0.15％的均苯三甲酰氯溶液。

步骤(2)中，有机溶剂为石油醚、正己烷、环己烷、正庚烷、正十二烷、甲苯和异

构烷烃中的一种或多种混合液。

步骤(2)中，浸润时间为10s-180s。

本发明与现有技术相比，其优点是：

完全摒弃哌嗪，且制得的磺化聚酰胺复合纳滤膜具有优异的分离性能，其纯水通 量甚至高于商业膜，还兼有良好的抗污染性能，稳定性良好。

附图说明

图1是本发明目标物Ar-1/TMC复合纳滤膜的对1gL^-1硫酸钠的分离性能。