[发明专利]一种荷负电杂化正渗透中空纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种荷负电杂化正渗透中空纤维膜的制备方法，其特征在于包括：

将介孔纳米二氧化硅、多巴胺和荷负电聚合物加入第一溶剂中，得到第一混合反应体系，并于10～80℃反应0.5～36h，得到荷负电杂化材料，所述第一混合反应体系包含0.1~15wt%介孔纳米二氧化硅、0.1~6wt%多巴胺、2~20wt%荷负电聚合物，其余部分为溶剂，所述溶剂为水；所述荷负电聚合物选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和聚丙烯磺酸钠中的任意一种或两种以上的组合；

将所述荷负电杂化材料、胺类单体于水溶液中分散均匀，得到杂化水相溶液；所述杂化水相溶液包含0.1~10wt%荷负电杂化材料和0.5~20wt%胺类单体；

将聚合物、荷负电单体、第二溶剂和引发剂混合均匀，得到第二混合反应体系，加热至40～120℃并反应0.1～50h，得到纺丝液；所述第二混合反应体系包含16～35wt%聚合物、2～20wt%荷负电单体、0.01～2wt%引发剂，其余部分为第二溶剂，所述聚合物选自聚砜、聚醚砜和聚丙烯腈中的任意一种或两种以上的组合，所述荷负电单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯磺酸钠中的任意一种或两种以上的组合；

以及，将所述纺丝液、杂化水相溶液、包含酰氯单体的有机相溶液经双层喷丝口共挤出，空气中停留0.2~30s，而后浸入0～80℃、包含1～30wt%交联剂与水组成的凝固浴中交联固化形成中空纤维膜，清洗，之后于25～130℃下热处理1～30min，且在固化成膜的同时使酰氯单体、胺类单体和荷负电杂化材料在中空纤维膜的内壁瞬间发生界面聚合，得到荷负电杂化正渗透中空纤维膜；其中，所述包含酰氯单体的有机相溶液包含0.1～20wt%的酰氯单体；

所述荷负电杂化正渗透中空纤维膜包括：

由介孔纳米二氧化硅、多巴胺和荷负电聚合物形成的具有交联互穿网络结构的荷负电聚合物中空纤维膜基膜；

以及，至少分布于所述中空纤维膜基膜的内壁的、疏松的杂化超薄聚酰胺功能层；

其中，所述荷负电杂化正渗透中空纤维膜的厚度为20 ~ 200 µm，所述杂化超薄聚酰胺功能层的厚度为10 ~ 30 nm；所述荷负电杂化正渗透中空纤维膜的纯水通量为27~68 L m^-2h^-1，对氯化钠的截留率为45~91%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述介孔纳米二氧化硅的直径为5～70nm，所含孔洞的孔径为1～10nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述胺类单体选自间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、哌嗪和乙二胺中的任意一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰中的任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第二溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺和丙酮中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述酰氯单体选自间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、5-氧甲酰氯-异酞酰氯和5-异氰酸酯-异酞酰氯中的任意一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机相溶液包含的有机溶剂选自正己烷、环己烷和正辛烷中的任意一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述交联剂选自戊二醛、苹果酸、山梨醇和甘油中的任意一种或两种以上的组合。