[发明专利]一种耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，属于膜分离技术领域。其通过多元胺和芳香族酰氯间的界面聚合生成聚酰胺层；将膜浸没在活化溶液中，聚酰胺中未反应的酰氯水解成为羧基后被活化成活性酯；多元胺再作为活性酯和氧化石墨烯量子点的连接单元，将氧化石墨烯量子点接枝到聚酰胺膜表面，实现耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜的制备。本发明使用先界面聚合、后量子点修饰的方法制备耐氯聚酰胺复合纳滤膜，制备工艺简单，操作方便，生产重复性好。

技术领域

本发明涉及一种耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，属于膜分离技术领域。

背景技术

纳滤是一种分离性能介于超滤和反渗透之间的压力驱动膜分离技术，具有占地面积小、总体成本低、相对能效高的优点，现已广泛应用于废水处理、中水回用、海水淡化及饮用水净化等领域。纳滤膜的分离机理以纳米级微孔筛分和荷电效应为主，因此膜材料的理化性质及结构对分离性能影响显著。目前市售纳滤膜主要聚酰胺复合纳滤膜为主。这种膜主要由多元胺和芳香族酰氯通过界面聚合制备而成，膜结构由三部分组成，依次为具有选择透过性能的聚酰胺超薄分离层(厚度为50-200nm)，多孔支撑层(通常厚度为50-150μm)和无纺布增强层。纳滤膜在使用过程中，为了清洁进水和减少膜生物污染，通常在膜分离装置前端加入次氯酸盐或氯气对水进行杀菌消毒。然而，由此引入的具有氧化性的活性氯会与聚酰胺发生反应，对聚酰胺膜的分离层结构产生不可逆破坏，从而使得膜分离性能劣化。因此，为延长聚酰胺纳滤膜的使用寿命，开发具有耐氯性能的聚酰胺膜尤为重要，特别是在长期操作中，可以延长聚酰胺纳滤膜的寿命和增强其稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜的制备方法。

本发明的技术方案，一种耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，通过多元胺和芳香族酰氯间的界面聚合生成聚酰胺层；将膜浸没在活化溶液中，聚酰胺中未反应的酰氯水解成为羧基后被活化成活性酯；多元胺再作为活性酯和氧化石墨烯量子点的连接单元，将氧化石墨烯量子点接枝到聚酰胺膜表面，实现耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜的制备。

进一步的，步骤如下：

(1)单体溶液配置：将多元胺溶解在水中制备质量浓度为0.1％～15％的水相溶液，将芳香族酰氯溶解在正己烷中制备质量浓度为0.01％～2％的有机相溶液；

(2)界面聚合：将超滤底膜浸泡在步骤(1)配置所得水相溶液中3～30min，取出并用气刀去除膜表面多余的水相溶液后，再浸入步骤(1)配置所得有机相溶液中30～60s，进行界面聚合反应，随后将所制备的膜取出沥干；在50～100℃烘箱中热处理3～7min后，置于去离子水中浸泡24h，去除未反应的单体，得到芳香聚酰胺复合纳滤膜；

(3)膜表面活化：配置活化溶液，将步骤(2)所得芳香聚酰胺复合纳滤膜浸没在活化溶液中进行表面活化1～3h生成活性酯，随后再浸入步骤(1)配置所得水相溶液中1分钟；

(4)量子点接枝：将步骤(3)所得上述活化后的芳香聚酰胺复合纳滤膜浸没在在质量浓度为0.01～0.1％的氧化石墨烯量子点悬浮液中，摇床中震动反应1～3h后，置于50～90℃烘箱中热处理3～7min，去离子水冲洗后，得到耐氯芳香聚酰胺复合纳滤膜。

进一步的，步骤(1)所述多元胺具体为邻苯二胺、间苯二胺、哌嗪、聚乙烯亚胺、均苯三胺的一种或几种组合。

进一步的，步骤(1)所述芳香族酰氯具体为邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、联苯四酰氯、均苯三甲酰氯的一种或几种组合。

进一步的，步骤(2)所述超滤底膜具体为聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、磺化聚砜或聚醚砜超滤底膜。