[发明专利]一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法。本发明采用纳米纤维分散液对非织造基材进行湿法涂层，制备了纳米纤维涂层膜；并将所述纳米纤维涂层膜浸于盐酸多巴胺溶液中，利用多巴胺的自聚合得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；再将所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜依次浸入水相溶液和油相溶液中，经界面聚合形成同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。通过上述方式，本发明能够有效控制膜粗糙度，提高渗透面积，实现对纳滤膜水通量及截留率的协同提升，同时达到高水通量和高截留率；且本发明提供的制备方法简单可控，易于生产开发，具有较高的应用价值。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，特别是涉及一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法。

背景技术

随着世界人口的不断增长，水污染问题日益严重，全球的淡水总量开始不断下降，水资源短缺已成为全球关注的问题。为了缓解全球水危机，研究人员逐渐将目光转向海水淡化处理和水处理技术。在各类水处理技术中，纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的新型压力驱动分离过程，具有操作压力低、成本廉价、选择性强等特点，因而在水软化、污水处理、生物方面等多个领域得到了广泛应用。

然而，目前常用的纳滤膜大多数是聚酰胺和聚砜膜，此类型的膜制造工艺复杂、材料价格昂贵，而且截留性能与水通量难以同时达到高的效果；并且，纳滤膜在使用的同时，膜也会受到污染，这十分影响纳滤膜的使用寿命。因此，如何在提高纳滤膜的亲水性、降低成本的同时，增加其水通量和截留率，并且使二者达到平衡，实现保持高截留率的同时有大通量，成为了当前急需解决的问题。

公开号为CN106422812B的专利提供了一种多巴胺纳滤膜的制备方法，该方法通过将基膜浸入含有多巴胺和亲核试剂的混合溶液中，利用亲核试剂调控多巴胺的自聚过程，并在交联后获得了分离性能较好的多巴胺纳滤膜。然而，该方法制备的纳滤膜在达到高截留率的同时未能保持较高的纯水通量，导致过滤效率较低。

公开号为CN110124527A的专利提供了一种多巴胺辅助沉积制备高通量氧化石墨烯量子点复合纳滤膜的方法。该方法以聚丙烯腈超滤膜为基膜，依次进行羧基化改性、聚多巴胺修饰、氧化石墨烯量子点沉积及原位交联，从而获得高通量氧化石墨烯量子点复合纳滤膜。然而，该方法在保证截留率的同时，对纯水通量的提高效果不明显，且氧化石墨烯量子点制备过程要求较高，不易操作，复合纳滤膜的整体制备过程过于繁杂，不易大范围应用。

此外，上述专利均是以聚醚砜超滤膜、聚苯乙烯超滤膜或聚丙烯腈超滤膜作为基膜，并直接对其进行聚多巴胺改性，该方法虽然能够利用聚多巴胺改善基膜的亲水性提高其纯水通量，但由于此类基膜本身通量较低，即使进行聚多巴胺改性，其对整体纯水通量的提高作用仍不明显，难以达到保持高截留率的同时仍具有大通量的效果。

有鉴于此，当前仍有必要对聚多巴胺改性的纳滤膜进行研究，通过制备更适宜的基膜，使聚多巴胺的作用充分发挥，在保持高截留率的同时，有效提高纳滤膜的纯水通量，以满足实际应用的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法，通过采用纳米纤维分散液对非织造基材进行湿法涂层，制备纳米纤维涂层膜；并以该纳米纤维涂层膜为基膜，使多巴胺自聚合于该纳米纤维涂层膜表面，再经过界面聚合，制备了同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。

为实现上述目的，本发明提供了一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜包括聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜和纳滤分离层，所述纳滤分离层包覆于所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜的表层；所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜包括纳米纤维涂层膜和包覆于所述纳米纤维涂层膜表面的聚多巴胺纳米薄膜，所述纳米纤维涂层膜包括非织造基材和涂覆于所述非织造基材表面的纳米纤维涂层；所述纳滤分离层由水相和油相通过界面聚合而成。