[发明专利]一种聚酰胺复合纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚酰胺复合纳滤膜及其制备方法，包括支撑基层和在所述支撑基层上通过界面聚合得到的聚酰胺功能层，所述聚酰胺功能层包括以下原料组分：二元胺、无机盐、有机酸、多元酰氯、油相溶剂和去离子水，所述二元胺包括哌嗪、己二胺、二氨基吡啶和二氨基嘧啶中的至少一种；所述无机盐包括氯化锂、氯化钙、氯化钠、硫酸镁、溴化锂和溴化钙中的至少一种。所述制备方法包括步骤1、配置水相溶液，步骤2、配置油相溶液，步骤3、制备聚酰胺复合纳滤膜。本发明制备的聚酰胺复合纳滤膜水通量高达73.7LMH，对二价盐的截留率高达99.31％，对一价盐的截留率低至31.83％。所述制备方法简单、工艺流程短且成本低。

技术领域

本发明涉及纳滤膜制备技术领域，具体涉及一种聚酰胺复合纳滤膜及其制备方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，全世界范围内的水资源短缺问题日益显现。废水处理量也越来越多，加上国家对废水零排放的强制要求，废水的资源化受到了行业内的广泛关注。由于纳滤膜能够很好的对盐份的分离，越来越受到人们的重视，纳滤膜市场份额增速迅猛。

纳滤膜有关的研究是从20世纪70年代开始的，Film-tec公司North Star研究所，J.E.Cadotte等人使用哌嗪(PIP)作为水相反应单体和有机相单体均苯三甲酰氯(TMC)发生界面聚合(Interfacial polymerization)反应制备了NS-300膜，20世纪初期，Film-tec公司研制了NF-40，NF-50和NF-70等一系列的分离薄膜，其孔径能够达到一个纳米左右，这时根据其特点将其命名为“纳滤膜”。纳滤膜在20世纪90年代得到快速的发展，越来越多的商业纳滤膜开始进行产业化生产，例如NTR-729HF、NF-3、NF-45和SU-600。现阶段有关纳滤膜的研究主要以有机纳滤膜研究为主，例如陶氏膜科技公司生产的NF系列纳滤膜和东丽公司生产的UTC系列纳滤膜。我国纳滤膜的发展始于20世纪90年代。1993年高从堦院士在兴城会议上将低压反渗透膜命名为纳滤膜，纳滤膜才引起人们的关注，并逐渐成为分离膜研究领域的热点。我国纳滤膜发展初期主要研发品种有醋酸纤维素膜，磺化聚醚砜涂层纳滤膜和芳香聚酰胺复合膜等。近二三十年来我国对纳滤膜的研究已近有了很大的进步。

但是，现有的纳滤膜存在以下不足：(1)水通量低；(2)截留率还不是太高，对二价盐(如硫酸镁)的截留率在92％-97％之间。如专利号为CN110038437A的发明专利公开了一种有机无机哌嗪聚酰胺复合陶瓷纳滤膜的制备方法，具体公开了在经强碱活化陶瓷膜上负载交联剂，接着以哌嗪为水相单体，以均苯三甲酰氯为有机相单体，以多元胺为酸接受剂，通过界面聚合反应在上述陶瓷膜的表面形成有机功能层，即得所述有机无机哌嗪聚酰胺复合陶瓷纳滤膜，上述陶瓷膜的无机功能层的孔经为10-100nm，上述陶瓷膜的材质为氧化铝、氧化钛或氧化锆，上述交联剂为聚乙二醇或纤维素类交联剂。该发明制备的纳滤膜纯水通量为34-38.6LMH，硫酸镁截留率为92.4％-96％。

综上所述，急需一种聚酰胺复合纳滤膜及其制备方法以解决现有技术中存在的水通量低、截留率不高的问题。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种聚酰胺复合纳滤膜，具体技术方案如下：

一种聚酰胺复合纳滤膜，包括支撑基层和在所述支撑基层上通过界面聚合得到的聚酰胺功能层，所述聚酰胺功能层包括以下原料组分：二元胺、无机盐、有机酸、多元酰氯、油相溶剂和去离子水，所述二元胺包括哌嗪、己二胺、二氨基吡啶和二氨基嘧啶中的至少一种；所述无机盐包括氯化锂、氯化钙、氯化钠、硫酸镁、溴化锂和溴化钙中的至少一种。

优选的，所述有机酸包括柠檬酸、单宁酸、丙烯酸、草酸、樟脑磺酸、乙二胺四乙酸、古龙酸和醋酸中的至少一种。

优选的，所述多元酰氯包括均苯三甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、丁三酰氯、戊三酰氯、己三酰氯、环丙烷三酰氯、环丁烷三酰氯、环戊烷三酰氯、环戊烷四酰氯、环己烷三酰氯和环己烷四酰氯中的至少一种。