[发明专利]一种儿茶酚基亲水改性有机管式膜的方法

说明书

本发明公开一种儿茶酚基亲水改性有机管式膜的方法，该方法包括下述步骤：将膜管在纯水中浸泡，得到完全浸润的膜管；将含儿茶酚基的亲水改性剂和硅烷偶联剂加入到pH缓冲溶液中，配成溶液；将浸润的膜管完全浸没在上述亲水改性剂溶液中，在亲水改性剂溶液容器底部进行曝气处理，使得亲水改性剂充分氧化反应，然后在纯水中浸泡除去膜管表面的残留物，再经封装得到管式膜产品。本发明儿茶酚基亲水改性有机管式膜的方法通过多巴胺或单宁酸含儿茶酚基的亲水改性剂与硅烷偶联剂在膜表面进行复合沉积，改善了膜的亲水性，制备出膜通量大、亲水性好、易清洗的有机管式膜；操作简单，易于工业化生产，提高部分材质膜的油水分离性能，扩展适用范围。

技术领域

本发明涉及分离膜的亲水改性方法领域，具体是一种儿茶酚基亲水改性有机管式膜的方法。

背景技术

膜分离技术是在近年来迅速崛起的一门新型分离技术，它是集材料学、过程与技术、化工原理等多学科交叉结合的一种技术。由于该技术多学科结合的特点，可以用于不同类型的分离过程。膜技术的分离原理是根据分离物的大小和种类选择特定的膜(微滤、超滤、纳滤或反渗透膜等)作为分离介质，在推动力的作用下，让物质选择性透过来达到分离的目的。在全球水资源越来越短缺，环境不断恶化的今天，膜科学技术在全球范围内受到了前所未有的高度重视。由于膜技术的不断成熟和商业化，在污水处理、医药提纯、饮料浓缩分离、化工冶金、垃圾渗滤液、电镀废水、煤化工等行业已经占有举足轻重的地位。

分离膜具体应用时有几种表现形式：平板膜、卷式膜、中空纤维膜和管式膜。目前平板膜由于其装配复杂、能耗高等因素，在水处理领域已逐步被淘汰；卷式膜、中空纤维膜主要用于海水淡化、苦咸水淡化、纯水及超纯水制备，在实际应用中它们对料液的预处理要求是非常高的，否则将造成容易堵塞、通量急剧下降，严重的会造成不可逆的修复，导致报废，而且很难清洗，对于高固含量、高浓度的料液处理，卷式膜、中空纤维膜较为困难；管式膜优势就在于对料液的预处理要求比较简单，只需经粗格栅、细格栅去除对膜有直接损害的硬粒物质即可进机组，由于预处理简单从而节约了投入成本及运行费用。对于处理高固体物质、高浓度料液，管式膜显示出非凡的能力，不怕堵塞，不易产生浓差极化，并可大范围地调节流速，而且容易清洗。

日前应用在废水处理中的主要是微滤或大孔径超滤膜，但由于市场上的膜材质绝大部分为PDVF、PES等疏水材料，往往因为亲水性不足使膜通量衰减较大，且难以清洗，需要进行亲水改性，并且要求亲水物质不流失或者极少流失使得分离膜能长期保持良好的亲水性。

贻贝是一种海洋软体动物，它们在巨浪的冲刷下，仍能紧紧的附着在岩石、船体之上而不分离。贻贝通过分泌一种粘性的蛋白质化合物贻贝粘着蛋白，可以粘附在几乎各种物质表面，包括典型的抗磨材料聚四氟乙稀(PTFE)。在贻贝粘附蛋白中起重要作用的是含有儿茶酚功能结构的3,4-二羟基苯丙氨酸，属于邻苯二酚的一种衍生物。在贻贝超强黏附作用的启发下，仿生学研究发现在水溶液条件下多巴胺、单宁酸等儿茶酚衍生物能发生氧化聚合，在聚合物、金属、陶瓷、玻璃、木材等一系列固体材料表面形成一层超强附着的复合层，具有亲水性强、稳定性高的优点，是一种非常理想的生物改性材料。更进一步，利用多巴胺、单宁酸等儿茶酚基团的粘附性，采用一步共涂覆改性法可以简单、方便的在膜的表面引入其他亲水基团，如硅烷偶联剂、纳米粒子等，且具有耐污染性好、亲水性更好、保持时间长的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种儿茶酚基亲水改性有机管式膜的方法，通过多巴胺或单宁酸含儿茶酚基的亲水改性剂与硅烷偶联剂在膜表面进行复合沉积，改善了膜的亲水性，制备出膜通量大、亲水性好、易清洗的有机管式膜；操作简单，易于工业化生产，提高部分材质膜的油水分离性能，扩展适用范围。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种儿茶酚基亲水改性有机管式膜的方法，该方法包括下述步骤：

S1：将膜管在纯水中浸泡，得到完全浸润的膜管；

S2：将含儿茶酚基的亲水改性剂和硅烷偶联剂加入到pH缓冲溶液中，配成溶液；