[发明专利]一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜及其制备方法、应用

说明书

本发明提供一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜，该纳滤膜以聚醚砜为基质膜，基质膜中掺杂有纳米氧化硅，纳米氧化硅表面包覆有壳聚糖，所述基质膜表面还沉积有碳纳米管；该纳滤膜厚度为80‑100nm，所述碳纳米管表面包覆有聚多巴胺，聚多巴胺与碳纳米管之间还沉积有聚苯乙烯微球。本发明制得的杂化聚醚砜纳滤膜可用于染料制备过程中的除盐处理，有效提高染料的纯度，且该纳滤膜力学性能好，抗污染能力强。

技术领域：

本发明涉及染料制备领域，具体涉及一种聚苯乙烯微球/碳纳米管复合修饰的杂化聚醚砜纳滤膜及其制备方法、应用。

背景技术：

国内数码喷墨印花墨水生产企业所使用的高纯染料，主要从国外进口，价格较高，将国产商品染料提纯，制备数码喷墨印花用高纯染料替代进口品，对于促进国内数码喷墨印花行业的发展具有重要意义。对于现有技术中染料合成技术，会产生低分子量的中间产物、残留化合物、电解质、这些杂质的存在会严重影响着染料的稳定性、纯度和品质。而且，传统的盐析方法不仅会产生大量的含高盐度染料废水，而且染料产品的纯度较低，生产成本高，工艺复杂。另一方面，在染色过程中，会加入一定量的无机盐，来提高织物的上染率，产生的高盐度染料废水直接处理不仅污染环境，而且也造成了电解质的大量损失。因此，对于高质量染料的制备技术中有效实现染料与高浓度盐的有效分离是关键。

染料中杂质的去除方法主要有溶剂提纯法、色谱分离法、膜分离提纯法等。利用膜分离技术提纯染料是目前研究的热点。基于国内外染料脱盐技术分析，工业上使用超滤膜一步脱盐处理，但是超滤膜孔径较大，在脱盐的过程中会造成大量染料分子流失，增大了染料脱盐成本，而且对环境有一定的污染。纳滤膜孔径较小，在脱盐过程中对于染料分子的截留率较高，但是对于Cl^-或硫酸根离子透过率较高，可有效除去染料中的杂质。纳滤膜主要有以下特点：操作压力较低，一般低于1.5MPa；纳滤膜一般分为荷正电纳滤膜、荷负电纳滤膜和双极膜，其分离机理相对复杂，主要由筛分效应和Donnan效应共同影响。纳滤膜孔径一般介于0.5-2nm。采用纳滤技术用于分离活性染料分子中的无机盐，对于染料的纯化、脱盐和浓缩，提高染料的稳定性、纯度和品质，具有重要的意义。

如中国发明专利申请号：200610013983.8，申请日：20060531，发明名称一种直接染料生产中膜分离去除盐分及副染料的方法，其公开了直接染料生产中膜分离去除盐分及副染料的方法，步骤如下：采用两套相互联通的膜分离装置，选用对分子大小为0.5-1nm的溶解组分进行分离的纳滤膜，在通过计量槽加入染料液并与去离子水混合进行膜分离渗透过程中不断往复循环去除盐分及副染料；染料液浓度为15-20％，染料液与去离子水的体积比为1∶0.5-1.5，pH为5.5-7.5，工作温度为25-40℃，压力为10-25bar，在膜面积为200m2时其通量为200-600LMH；在截留500以上大分子量染料分子的同时，渗透滤出小分子量的无机盐、副染料和水，并浓缩染料液，监测电导率保持在0.8-1.9μs/cm，控制含盐量为0.05-0.1％。该方法虽然能除去染料分子中的无机盐，但是其对硫酸根的洗脱率较低。

又如中国发明专利申请号：201410641402.X、申请日：20171114、发明名称一种低压中空纤维纳滤膜，其公开了一种低压中空纤维纳滤膜，包括聚砜中空纤维基膜，所述基膜经干燥处理后，在以丙烯酸树脂、羧基型氯醋树脂、二苯基甲烷二异氰酸酯为溶质，乙酸丁酯和碳酸二甲酯为溶剂组成的成膜液中浸渍提拉上致密膜后制备得到低压中空纤维纳滤膜。该低压中空纤维纳滤膜，不仅能有效的去除水中大部分二价离子和小部分一价离子，达到除盐净水效果的同时，能使人体补充到微量的矿物质；另外，还能有效提高家用净水器的得水率和产水量，同时由于低压运行，家用净水器的运行成本和制造成本也大大的降低了。但是该低压中控纤维纳滤膜耐水性不好，通量较小，易受到污染。