[发明专利]去除二价阳离子及荷正电PPCPs的纳滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种去除二价阳离子及荷正电PPCPs的纳滤膜的制备方法。以聚醚砜超滤膜为基膜，采用两次界面聚合的方法，将聚乙烯亚胺、季铵化壳聚糖分别作为第一次和第二次界面聚合的水相单体，均苯三甲酰氯作为有机相单体，制备PEI/TMC/HTCC复合纳滤膜。所得复合膜对无机盐的截留顺序为MgCl₂>CaCl₂>MgSO₄>Na₂SO₄>NaCl>KCl，对MgCl₂、Na₂SO₄的截留率分别为90.48%、78.13%，表现出对高价阳离子盐溶液的高去除率。对于卡马西平、布洛芬、阿替洛尔、氨氯地平四种不同PPCPs的截留顺序为AML>ATE>CBZ>IBU，对荷正电AML的截流率达90.12%，表现出对荷正电PPCPs的去除率高于荷负电及电中性PPCPs。本发明方法简单、成本较低，制备的复合纳滤膜的纯水渗透系数为25.37L.m^‑2.h^‑1.MPa^‑1，截留分子量为481Da，具有良好的亲水性和抗污性能。

技术领域

本发明属于分离膜的制备技术领域，具体涉及一种去除二价阳离子的二次界面聚合复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤技术操作压力低、选择分离性能强，具有独特的电荷效应，且对分子质量为150~1000的有机物截留效果较好。当前，市场上商业纳滤膜多为荷负电膜，由于其负电作用及孔径筛分效应，多数对二价阴离子有着较好的去除率，而对于二价阳离子，则去除效果较差。因此，有必要研发出荷正电纳滤膜，用于高效率去除二价阳离子。

众所周知，聚乙烯亚胺（PEI）是一种阳离子聚电解质，具有高亲水性，拥有柔性长链，扩展分子量大，反应活性基团（伯胺基）丰富，电荷密度高（水溶液中的质子化程度为23.3meq / g ）。PEI还与酰氯，酰亚胺，环氧，酸和异氰酸酯基团反应性高，因此是在各种分离技术的表面改性，如超滤（UF），纳滤（NF）或正向渗透（FO）中具有很大的潜力。

为制备出荷正电聚酰胺膜，Chiang Y C等（Chiang Y C, Hsub Y Z, Ruaan R C,et al. Nanofiltration membranes synthesized fromhyperbranchedpolyethyleneimine[J]. Journal of Membrane Science, 2009, 326(1):19-26.）采用超支化聚乙烯亚胺与均苯三甲酰氯进行界面聚合反应，制备出荷正电聚酰胺复合膜。但由于其聚酰胺结构较松散，截留分子量6000Da，不属于纳滤膜范畴，对MgCl₂（Mg²⁺）的去除率最高只能达到78%，且超支化聚乙烯亚胺相对于普通聚乙烯亚胺价格高昂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除二价阳离子的二次界面聚合复合纳滤膜的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种去除二价阳离子的二次界面聚合复合纳滤膜的制备方法，将聚乙烯亚胺（PEI）、季铵化壳聚糖（HTCC）分别作为第一次和第二次界面聚合的水相单体，均苯三甲酰氯（TMC）作为有机相单体，制备PEI/TMC/HTCC复合纳滤膜，具体步骤如下：

步骤1，首先在界面聚合之前用超纯水洗涤PES超滤膜，然后浸入质量浓度分别为0.5~3％、0.1%和0.1%的PEI、SDS和Na₂CO₃混合水溶液中，15~25min后取出；

步骤2，使用橡胶辊除去步骤1所得膜上过量的PEI混合液，将膜浸入质量浓度为0.1~0.3％TMC的正己烷溶液中，反应4~6min后取出；