[发明专利]一种新型复合纳滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型复合纳滤膜及其制备方法和应用。所述新型复合纳滤膜包括聚醚砜支撑层和磺化聚砜/共聚型磺化芳香族聚醚砜共混分离层，所述共聚型磺化芳香族聚醚砜为具有式(Ⅰ)所示结构的共聚型磺化芳香族聚醚砜。所述的新型复合纳滤膜能够兼具优异的脱盐率、水通量和亲水性能，进一步地，在耐酸碱、耐氯上性能优异，在海水淡化预处理、饮用水的净化与软化、工业和生活废水的处理以及食品工业和医药等行业，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料及膜分离应用技术领域，更具体地，涉及一种新型复合纳滤膜，还涉及所述复合纳滤膜的制备方法和应用。

背景技术

纳滤是介于超滤和反渗透之间的膜分离技术。纳滤膜的平均孔径约为1nm，截留分子量为200～1000Da，对于高价盐具有较高的截留率，并且具有较低的操作压力(一般为0.5～2.0MPa)。目前纳滤膜已经被广泛应用于海水淡化预处理、饮用水的净化与软化、工业和生活废水的处理以及食品工业和医药等行业。

纳滤膜多为复合膜，即，由支撑层和分离层构成。支撑层和分离层的选择和搭配都能改善整体膜的性能。复合纳滤膜分离层大多是由多元胺与多元酰氯经界面聚合制备的聚酰胺类层，由于聚酰胺的耐氯性能欠佳，使用时必须在原水中加入还原剂除去水中的游离氯，以保证膜性能不发生劣化，从而增加了运行成本，也给水的后续处理带来一定困难。因此，提高纳滤膜的耐游离氯性能是当前复合纳滤膜研究的重要任务之一。

磺化聚醚砜具有较好的耐酸、耐碱和耐氯性能，是一类性能优良的膜材料。美国专利US4818387公开了一种磺化聚醚砜复合膜的制备方法，采用浸涂法制备的磺化聚醚砜复合膜在氯含量为100ppm的水溶液中浸泡四周时间，复合膜的性能基本不变，具有非常好的耐氯、耐氧化性能。中国专利CN101721926A公开了一种磺化含二氮杂萘酮结构共聚芳醚砜复合膜及其制备方法，该类复合膜具有良好的分离性、透水性以及耐氯性。随着科学的发展，新型的复合纳滤膜已成为研究的热点，需要开发更多性能优异的膜材料以适应需求。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种新型复合纳滤膜。

本发明的另一目的在于提供上述复合纳滤膜的制备方法。

本发明还提供上述复合纳滤膜的性能及其应用。

为实现该技术目的，本发明的方案是：

一种复合纳滤膜，包括聚醚砜支撑层和磺化聚砜/共聚型磺化芳香族聚醚砜共混分离层，所述磺化聚砜/共聚型磺化芳香族聚醚砜中共聚型磺化芳香族聚醚砜的结构式如下所示：

其中，n为1-m；m为0.3～0.45。

优选地，共聚型磺化芳香族聚醚砜的IEC值为0.65～0.98meq/g，磺化聚砜的IEC值为1.15～2.29meq/g。

优选地，所述复合纳滤膜还包括无纺布层，无纺布层的材料为聚酯。

进一步地，聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本发明同时提供所述复合纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：

S1.将聚醚砜溶解，制备得到粘度为400～600mPa.s的铸膜液；脱泡后在无纺布层上制备成聚醚砜支撑层；

S2.将干燥后的磺化聚砜和共聚型磺化芳香族聚醚砜分别溶解，搅拌至均匀透明的覆膜液，按照质量比为1:1进行共混；

S3.将步骤S2制备得到的共混液在步骤S1中制备的聚醚砜支撑层上涂覆成膜，烘干后得到复合纳滤膜。

优选地，所述聚醚砜支撑层的厚度为17.2～43微米，所述磺化聚砜/共聚型磺化芳香族聚醚砜共混分离层的厚度为0.1～3微米。各层的厚度均可以在较宽的范围内进行选择和变动，以上厚度能够使纳滤膜起到更好的协调配合作用。