[发明专利]一种高选择性壳聚糖荷正电纳滤复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高选择性壳聚糖荷正电纳滤复合膜的制备方法，以荷正电的壳聚糖为复合膜的功能层材料，并通过以作为杂环多环氧化合物为交联剂改性，在亲水性能较好的聚醚飒超滤膜支撑层上涂覆交联得到高选择性的荷正电纳滤膜。本发明通过梯度交联的工艺，在保持普通壳聚糖膜优越的截留性能的情况下，提高了膜的水通量；制备方法简单，易于操作，稳定性好，从而降低成本，高易于分子材料推广使用；复合膜对多价阳离子和部分单价阳离子具有较高选择性，可用于硬水软化、医药、工业废水处理等领域。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，涉及一种复合膜的制备方法，尤其是一种高选择性壳聚糖带正电荷纳滤复合膜的制备方法。

背景技术

纳滤是介于超滤与反渗透之间的纳米级的选择性分离过程，是当代最具研究价值的新兴分离技术之一，是压力驱动分离的膜技术，但是操作压力远低于反渗透。根据溶质组分的离子价位和分子尺寸等特性差异实现不同类型分子的分离。由于其独特的分离特性，适用于水软化、脱色、除异味、蛋白质浓缩等特定体系要求。

目前较为常见的纳滤复合膜是采用哌嗪及其衍生物与多元酰氯界面聚合法在聚砜等支撑层上制得复合纳滤膜。由于酰氯易于水解，所制得的膜表面呈负电性，因此其对多价阴离子具有较高的截留而单价阴离子却易于透过，对多价阳离子或低价阳离子区分度也较低。在某些特定领域，荷负电膜因污染严重而不能胜任。所以开发荷正电纳滤膜具有重要意义。

壳聚糖(CTS)是甲壳素脱乙酞反应的产物,其结构单元为(β-(1，4)-2氨基-2-脱氧-D-葡萄糖),拥有较好的生物相容性、微生物降解性、成膜性等优良性能,在医药、食品、化工、生物医学工程等诸多领域的应用研究中取得了重大进展。CTS有着很好的成膜性能,其分子链中具有大量氨基，它所形成的纳滤膜带有正电荷，如果能够利用这种材料制备荷正电纳滤膜，在工业上将具有重要意义。目前，壳聚糖荷正电纳滤膜得到了广泛研究。

发明内容

本发明的目的在于制备高选择性荷正电纳滤复合膜，是在多孔支撑层上通过壳聚糖与杂环多环氧化合物涂覆交联制得复合薄膜。

实现本发明目的的技术解决方案如下：

一种高选择性壳聚糖荷正电纳滤复合膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将带有无纺布的成品超滤膜从去离子水中取出，用环氧聚酯板框夹住自然晾干；

(2)将杂环多环氧化合物作交联剂涂覆在超滤膜表面，静置3～10分钟后，将环氧聚酯框倾斜移除过量交联剂溶液，放入30～90℃的鼓风干燥箱中5～20分钟烘干；其中杂环多环氧化合物是聚环氧异氰脲酸三缩水甘油酯、异氰尿酸三缩水甘油酯、偏苯三甲酸缩水甘油酯和对苯二甲酸缩水甘油酯的一种，溶剂可以是无水乙醇、乙醇与水按比例混合、乙二醇甲醚中的一种；

(3)从鼓风干燥箱中取出超滤膜，将质量体积浓度0.1％～0.6％的壳聚糖水溶液涂覆在含有交联剂的超滤膜表面，静置1～3分钟，板框倾斜移除过量壳聚糖水溶液，放入50～100℃鼓风干燥箱中5～30分钟烘干；

(4)将鼓风干燥箱中的膜取出用去离子水冲洗，并保存在去离子水中，得到荷正电的壳聚糖纳滤复合膜。

作为优选，上述步骤(1)中的超滤膜为截留分子量在30000～50000的聚砜、聚醚砜中的一种。

作为优选，上述步骤(2)杂环多环氧化合物的浓度在0.1％～0.6％之间。

作为优选，上述步骤(2)中的交联剂溶液中含有表面活性剂。

作为优选，上述步骤(2)中交联剂溶液中的表面活性剂是聚氧乙烯月桂醚、十二烷基磺酸钠中的一种。

作为优选，上述步骤(2)中交联剂溶液中表面活性剂质量体积浓度在0.1％～0.2％之间。