[发明专利]一种共混改性聚砜荷电纳滤膜的制备方法及所得膜有效

专利信息
申请号: 202010010104.6 申请日: 2020-01-06
公开(公告)号: CN111330464B 公开(公告)日: 2021-10-01
发明(设计)人: 孟祥民;张明月;王新萍;刘毅;宋晓明;陈夫山;张笑银 申请(专利权)人: 青岛科技大学
主分类号: B01D71/76 分类号: B01D71/76;B01D71/68;B01D71/34;B01D71/16;B01D67/00;B01D61/02;C02F1/44;C02F101/30
代理公司: 济南舜源专利事务所有限公司 37205 代理人: 苗峻
地址: 266061 山东省青*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 改性 聚砜荷 电纳 滤膜 制备 方法 所得
【说明书】:

发明提供了一种共混改性聚砜荷电纳滤膜的制备方法及所得膜,包括在酸性条件下,以氯化锆与2‑氨基对苯二甲酸为原料,制备UiO‑66‑NH2和UiO‑66‑NH3+粉末,采用共混的方法制备选择性机制膜。本发明的技术方案,提供了共混改性聚砜荷电纳滤膜的制备方法,该纳滤膜是通过制备UiO‑66‑NH2和UiO‑66‑NH3+粉末,将其采用共混的方法制备改性纳滤膜,以此使改进膜的水通量和截留率,同时赋予纳滤膜对正负电荷选择性截留的特性。本发明的技术方案技术简单、操作简便,全程无高温高压,同时能够有效的避免膜表面自组装改性方法的稳定性差的问题;本发明制备的纳滤膜稳定性好的同时,兼备可选择性的截留回收染料的功能,能够在低压高浓度下快速分离染料废水,且对有机试剂具有很强的耐受性能。

技术领域

本发明涉及水处理膜技术领域,具体为一种共混改性聚砜荷电纳滤膜的制备方法及所得膜。

背景技术

在众多印染废水处理工艺中,新兴的纳滤(NF)膜工艺,因其选择性地将一种溶质与另一种溶质分离并避免限制单价离子的渗透压而具有显着的能力,成为一种能够高效处理工业废水中染料的前瞻技术。同时合适的纳滤膜孔径与电荷作用可以进一步选择性的浓缩染料,实现染料的回收利用,符合可持续发展的方针。

但是,相对较低的分离效率是限制NF膜分离技术在染料和纺织废水有效脱色大规模应用的严重问题。对于实现染料和纺织废水高效选择过滤,具有更高的渗透选择性和截留效果优良的NF膜的研发仍具有巨大的研究前景。在过去几十年的研究中界面聚合、原位生长以及二次生长等都是较为常用的制备方法,但界面聚合方法制备的纳滤膜孔径较小,截留效率较好,但水通量低、所需压力大、能耗高等缺点极大地限制其大规模工业应用;原位生长和二次生长的方法尽管可以达到较高的截留滤与水通量,但是改性过程较为苛刻难以应用于大规模生产,改性层稳定性差极易造成二次污染,这一系列的问题都不适用于大规模的工业废水处理。无机/有机共混基质复合膜是一种将无机纳米材料以混合的方式添加到有机基膜或界面聚合分离层中,使复合膜兼具无机材料和有机膜的特性,能够有效的提高复合膜的综合性能。因此,研究人员认为无机/有机共混基质复合膜在提高分离性能和渗透性能方面能够突破传统有机分离膜的Trade-off限制。金属有机框架材料(MOFs)作为一种无机多孔材料,具有孔道可调、比表面积大、易于功能化等优点,通过在有机基质膜中引入MOFs材料制备的共混改性纳滤膜,不仅可以将MOFs材料的多孔性、孔道结构可设计、含有易于改性的有机官能团等特性应用于膜片的水处理截留过程,同时MOFs中含有大量的有机配体,相对于传统的多孔无机材料,其与膜基质的兼容性更好,使得制备的共混复合膜的缺陷更少。通过相转化法一步制备MOFs共混基质膜的工艺更加简便,与现有的大规模制膜工艺更加的接近,便于实现大规模生产。

UiO-66作为一种经典的MOFs材料,是由金属锆与对苯二甲酸通过自组装配位键合的方式形成的周期性多孔材料。UiO-66是一个尺寸为6Å的三角形通过1:2的比例相互链接11Å的八面体和8Å的四面体形成的空间笼状结构。并且其还具备普通MOFs不具备的水热稳定性和化学稳定性好的特性,因而被广泛的应用于催化和吸附等领域。此外UiO-66可以通过在有机配体上修饰一系列氨基等功能性官能团制备UiO-66衍生物,这使得UiO-66系列衍生MOFs不仅具有水稳定性和酸碱稳定性,而且功能性官能团的引入使其更具备易于功能化的特性。

发明内容

为了弥补现有技术的不足,本发明提供了一种共混改性聚砜荷电纳滤膜的制备方法及所得膜。

本发明是通过如下技术方案实现的:一种共混改性聚砜荷电纳滤膜的制备方法及所得膜,包括以下步骤:

(1)在酸性条件下,以氯化锆与2-氨基对苯二甲酸为原料,制备UiO-66-NH2和UiO-66-NH3+粉末;

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