[发明专利]适用于严苛环境下油水分离的超亲水复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供了适用于严苛环境下油水分离的超亲水复合膜的制备方法，包括以下步骤：S1：将二氯苯腈、双酚A、酚酞啉和N‑甲基吡咯烷酮混合，在高温下脱水共沸，共聚；冷却后在沉淀剂中沉淀，分离后加入稀盐酸酸化，干燥后得到PEN‑COOH产品；S2：将S1得到的PEN‑COOH产品与制孔剂和有机溶剂配制成铸膜液，将铸膜液倒在无纺布上，利用非溶剂相转化法得到具有沟槽粗糙结构的PEN‑COOH基膜；S3：在S2得到的PEN‑COOH基膜上，加入多巴胺、聚乙烯亚胺和二氧化钛，通过仿生一步交联浸泡法得到PEN‑COOH/TiO₂复合膜。还提供了适用于严苛环境下油水分离的超亲水复合膜，在高温强酸强碱的环境下依然具有良好的油水分离效果，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及高分子复合膜膜材料制备及其应用技术领域，具体而言，涉及适用于严苛环境下油水分离的超亲水复合膜及其制备方法。

背景技术

现代工业中，在应对工业污染，生活废水处理，石油泄漏等领域，膜分离技术已成为工业技术转型中的一项重要技术，但是在实际的工业操作中常伴随着高温，强腐蚀的环境，此外，膜污染也是膜分离技术的主要缺陷，仍然是一个巨大的挑战。因此，开发高性能膜分离材料具有重要意义。

目前，各种分离膜主要是利用常见的聚合物基于非溶剂相技术制备的，包括聚丙烯腈、聚丙烯、聚二氟化聚乙烯等。但这些聚合物的疏水性在实际应用中容易造成膜污染，大大降低了膜的分离效率。为了解决这一问题，通过表面改性提高膜的亲水性是近年来膜分离技术的核心问题。尽管近年来取得了很大的进展，但仍存在一些不足：(1)表面改性产生的微纳米结构在复杂环境中容易脱落，导致润湿性降低；(2)上述聚合物膜不能满足特定领域里高温含油废水的直接分离；(3)目前的相转换分离膜在油水分离过程中耐污染性不强，导致分离效率不高。鉴于这些问题，探索稳定的超湿润膜材料用于严苛环境下的含油废水处理具有重要意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供适用于严苛环境下油水分离的超亲水复合膜的制备方法，其制备出的复合膜能够在严苛环境下具有良好的油水分离效果；

本发明的第二个目的在于提供适用于严苛环境下油水分离的超亲水复合膜，其具备上述优点。

本发明通过以下技术方案实现：

适用于严苛环境下油水分离的超亲水复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将二氯苯腈、双酚A、酚酞啉和N-甲基吡咯烷酮混合，在高温下脱水共沸，共聚；冷却后在沉淀剂中沉淀，分离后加入稀盐酸酸化，干燥后得到PEN-COOH产品；

S2：将S1得到的PEN-COOH产品与制孔剂和有机溶剂配制成铸膜液，将铸膜液倒在无纺布上，利用非溶剂相转化法得到具有沟槽粗糙结构的PEN-COOH基膜；

S3：在S2得到的PEN-COOH基膜上，加入多巴胺、聚乙烯亚胺和二氧化钛，通过仿生一步交联浸泡法得到PEN-COOH/TiO₂复合膜。

聚芳醚腈(PEN)作为一类侧链上含有腈基的热塑性高分子材料具有优异的耐热性能和耐腐蚀性能，并且机械强度高，通过亲核缩合聚合的方法引入羧基基团从而改变聚芳醚腈的分子结构，得到羧基聚芳醚腈(PEN-COOH)，在保留耐高温性的同时赋予其亲水性。

以无纺布(NWF)为模板，采用非溶剂相转化法制备表面具有沟槽粗糙结构的亲水膜。沟槽粗糙结构的意义在于它不仅提高了膜表面的亲水性，而且有利于后续的表面改性。