[发明专利]一种分离性能可调控的高通量、耐污染超滤膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种分离性能可调控的高通量、耐污染超滤膜在去除水中阴离子、阳离子和大分子物质中的至少一种中的应用，其特征在于，包括如下步骤：

（1）当去除水中的阴离子时，采用酸性溶液对所述分离性能可调控的高通量、耐污染超滤膜进行浸泡或过滤，将超滤膜中的仲胺或叔胺酸化转化为铵盐，经水洗即可；当超滤膜对阴离子的截留率不能满足需要时再次用酸性溶液进行膜再生；

（2）当同时去除阴离子和阳离子时，采用双氧水浸泡或过滤后水洗即可；双氧水处理后的膜在分离大分子物质时，在过滤液中添加盐；

所述分离性能可调控的高通量、耐污染超滤膜的膜材料是由氯甲基化聚砜或聚氯乙烯之一与带有伯胺或仲胺基团的改性剂反应制备得到。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤（1）和（2）中所述的阴离子为六价铬离子、砷离子、硼酸根离子和磷酸根离子中的至少一种；

步骤（1）所述酸性溶液为浓度在2mol/L以下的盐酸、硝酸和硫酸水溶液中的至少一种；

步骤（2）所述阳离子为Pb²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺中的至少一种；

步骤（2）所述双氧水的浓度为1-5wt%。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，步骤（2）所述大分子物质为牛血清蛋白、卵清蛋白、乳清蛋白质、酪蛋白、胶原蛋白、血浆蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白和叶蛋白中的至少一种；

步骤（2）所述盐的加入量为0.1~1g/mL；

步骤（2）所述盐为NaCl、KCl、Na₂SO₄和K₂SO₄中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述分离性能可调控的高通量、耐污染超滤膜的制备方法包括如下步骤：

S1：首先将氯甲基化聚砜或聚氯乙烯溶解于溶剂中，然后加入带有伯胺或仲胺基团的改性剂，加热至35~90℃搅拌反应，反应结束后的产物直接使用或反应结束后的产物倒入水中、过滤后洗涤干燥，得到亲水改性聚合物；

S2：将致孔剂溶解在溶剂中，再加入步骤S1制得的亲水改性聚合物，在50~80℃下搅拌直至完全混合均匀，得到制膜液，然后进行凝胶浴、通过浸没沉淀相转化法制膜；或者在无纺布或玻璃上刮膜，待成膜后继续在水中浸泡至少24h，即制备得到所述分离性能可调控的高通量、耐污染超滤膜。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤S1所述氯甲基化聚砜或聚氯乙烯溶在溶剂中的加入量为0.01~0.20g/mL；

步骤S2所述制膜液中，致孔剂占5~12wt%、亲水改性聚合物占15~23wt%、溶剂占65~80wt%。

6.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，步骤S1所述氯甲基化聚砜或聚氯乙烯中氯原子与所述改性剂中的胺基的摩尔比为1:0.3-5；

步骤S1所述搅拌反应的时间为5~24h。

7.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，步骤S1所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；

步骤S1所述带伯胺或仲胺基团的改性剂为二乙醇胺、氨基苯磺酸、氨基苯磺酸钠、氨基苯甲酸、氨基苯甲酸钠、L- 天冬氨酸、聚乙烯亚胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的至少一种；

步骤S1所述干燥为真空干燥。

8.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，步骤S2所述致孔剂为氯化锂、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

步骤S2所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；

步骤S2所述凝胶浴的液体为水或含溶剂的水溶液。