[发明专利]一种具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明涉及纳滤膜技术领域，具体涉及一种具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜及其制备方法。所述具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜具体包括：带有伯氨基/仲氨基的化合物的氨基官能团接枝于聚酰胺纳滤膜表面的羧基官能团形成具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜；制备方法包括：将光引发剂和带有伯氨基的化合物单体溶于水或乙醇水溶液中配制水相溶液；将聚酰胺纳滤膜置于所述水相溶液中浸没处理后取出，于暗处进行UV照射后清洗得到具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜。本发明通过使用紫外光促进PEI单体接枝在聚酰胺膜表面，并产生微区缺陷。在保持多价盐高截留率的同时，增大纯水透过系数和单价盐的透过率。

技术领域

本发明涉及纳滤膜技术领域，具体涉及一种具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤具有操作压力低、水通量高、允许单价盐通过同时浓缩多价盐等优点。聚酰胺型纳滤膜是目前主流商品化产品，也是研究最多的一类纳滤膜材料，它由均苯三甲酰氯(TMC)和哌嗪(PIP)通过界面聚合反应形成的高度交联超薄皮层和多孔支撑层构成。但值得注意的是，目前应用广泛的商品化和在研究的聚酰胺纳滤膜，在实际应用中存在两个局限性：(1)膜表面通常为荷负电，因道南效应，该种膜对荷负电多价离子去除率较高，如针对Na₂SO₄溶液，硫酸根离子去除率在97％以上，但是，对于荷正电离子截留率很低，如针对MgCl₂溶液，镁离子去除率仅10-30％，因此，多价阳离子/单价盐选择性较差，不适合水体中矿物质及微量元素的浓缩提取。(2)聚酰胺纳滤膜对于一价盐的截留率较高，如针对NaCl溶液，氯化钠去除率约30-50％，降低了多价/单价盐选择性。针对以上问题，有研究，在膜表面接枝带正电的单体，但接枝往往导致膜表面致密程度增加，虽然对于荷正电离子截留率大幅提高，但同时也造成了一价盐截留率过高、水通量降低等劣势；同时，在中性进水条件下，膜表面具有明显荷正电性，减弱了水体中荷负电离子截留率。

因此，从聚酰胺纳滤膜表面结构和荷电性出发，对其进行特定接枝改性，使改性后的膜表面既没有太强的正电性，又不过于致密，即近中性(膜表面zeta电位约-2-2mv)且存在微区缺陷，以赋予膜良好的纯水透过系数、优异的多价(阳离子)/单价盐选择性，在水资源综合利用领域具有重要的理论意义和实际应用前景。

发明内容

基于上述内容，本发明提供一种具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜及其制备方法，利用紫外光(UV)促进含伯氨基/仲氨基化合物接枝在聚酰胺膜表面，使膜表面显近中性并存在微区缺陷。在保持多价盐高截留率的同时，增大纯水透过系数和单价盐的透过滤。

本发明的技术方案之一，一种具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜，具体包括，化合物A的氨基官能团和聚酰胺纳滤膜表面的羧基官能团接枝，形成具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜；

所述化合物A为含有伯氨基/仲氨基的化合物，具体为单体或低聚物。

进一步地，所述带有伯氨基/仲氨基的化合物为三乙烯四胺、五乙烯六胺、聚乙烯亚胺、聚醚酰胺和聚醚酰亚胺中的一种或多种。

本发明的技术方案之二，上述具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

将光引发剂和含伯氨基/仲氨基化合物溶于水或乙醇水溶液中配制水相溶液；

将聚酰胺纳滤膜置于所述水相溶液中浸没处理，随后取出并沥干，于暗处进行UV照射后清洗得到具有多价/单价盐选择性的聚酰胺纳滤膜。

进一步地，所述水相溶液中光引发剂浓度为0.15-0.25g/L，含伯氨基/仲氨基化合物浓度为0.1-1.0g/L。