[发明专利]一种基于两性物质的聚酰胺纳滤膜表面改性方法

说明书

一种基于两性物质的聚酰胺纳滤膜表面改性方法，本发明属于膜材料改性领域。本发明为解决现有纳滤膜截留性能不够高、膜表面对污染物排斥作用不大以及实际使用寿命不长的技术问题。改性方法包括如下步骤：(1)将多巴胺、2‑溴异丁酰溴等物质溶解于有机溶剂中，并与缓冲溶液混合，形成涂覆液；(2)将基膜活性层一侧与涂覆液接触，缓慢震荡一定时间，取出后，存放于异丙醇溶液中保存；(3)借助表面引发原子转移自由基聚合方法，在表面涂覆聚多巴胺后的复合膜表面嫁接两性离子。改性后聚酰胺复合膜的脱盐性能、选择性分离性能及抗污染性能显著增强，提升了复合膜在苦咸地下水应用中的处理效果，延长其使用寿命。

技术领域

本发明属于膜材料改性领域，具体涉及一种基于两性物质的聚酰胺纳滤膜表面改性方法

背景技术

纳滤膜性能介于超滤和反渗透膜性能之间，纳滤在较低压力的驱动下即可获得稳定的通量、有效的去除率，从而在饮用水净化、污废水回用、海水淡化以及苦咸水脱盐等领域受到广泛应用。膜污染作为膜分离技术中的瓶颈，在长期运行过程中，膜的渗透性能恶化，能耗增加，膜件的使用寿命缩短，这些难以避免的情况限制了纳滤膜在水处理行业中的实际应用。

发明内容

本发明为解决现有纳滤膜截留性能不够高、膜表面对污染物排斥作用不大以及实际使用寿命不长的技术问题，而提供一种基于两性物质的聚酰胺纳滤膜表面改性方法。

本发明的一种基于两性物质的聚酰胺纳滤膜表面改性方法按以下步骤进行：

步骤一、配制多巴胺混合溶液，然后将其与缓冲溶液混合，得到多巴胺涂覆溶液；

步骤二、将待改性的聚酰胺纳滤膜固定在反应器上，用多巴胺涂覆溶液对聚酰胺纳滤膜的活性层一侧进行浸润，浸润过程中伴随震荡，得到多巴胺改性膜；

步骤三、将步骤二得到的多巴胺改性膜浸泡在两性离子溶液中，氮吹10min～30min，然后加入配位体溶液，继续氮吹10min～20min，再加入抗坏血酸溶液，在氮气环境下进行自由基聚合反应，反应结束完成聚酰胺纳滤膜表面改性，得到两性离子改性膜。

进一步限定，步骤一中所述的多巴胺混合溶液是按如下步骤完成的：

步骤1、将0.6g～1.0g盐酸多巴胺溶解于30mL～50mL的N，N二甲基甲酰胺，在氮气环境下搅拌15min～25min；

步骤2、向步骤1后的产物中加入0.2mL～0.3mL的2-溴异丁酰溴和0.2mL～0.4mL的三乙胺，继续在氮气环境下搅拌反应2h～4h，得到多巴胺混合溶液。

进一步限定，步骤1、步骤2中的反应均在棕色三颈烧瓶中发生。

进一步限定，步骤一中所述的缓冲溶液为Tris-HCl缓冲溶液，pH值为8.50，Tris-HCl缓冲溶液中Tris的浓度为0.005mol/L～0.015mol/L。

进一步限定，步骤一中所述多巴胺混合溶液中多巴胺的质量与缓冲溶液的体积的比为0.8g：(150～250)mL。

进一步限定，步骤二中所述震荡的速度为40rmp/min～80rmp/min，震荡的时间为20min～40min。

进一步限定，步骤三中所述两性离子溶液的浓度为0.06g/mL～0.08g/mL，其中的两性离子单体为3-[N，N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐(SBMA)，溶剂为水和异丙醇按体积比为1：1的混合物。

进一步限定，步骤三中所述配位体溶液的溶质为无水氯化铜和三(2-吡啶基甲基)胺(TPMA)的混合物，溶剂为水和异丙醇按体积比为1：1的混合物，所述配位体溶液中无水氯化铜的浓度为0.0004g/mL～0.0006g/mL，三(2-吡啶基甲基)胺(TPMA)的浓度为0.006g/mL～0.008g/mL。