[发明专利]一种孔径可调控复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种孔径可调控复合纳滤膜的制备方法。采用聚乙烯醇、戊二醛、硼酸、十二烷基磺酸钠、浓硫酸为原料，在梯度交联工艺下，借助戊二醛与羟基之间的缩醛反应，硼酸与邻羟基之间的缩合反应，得到纳滤复合膜。本发明方法所制备的纳滤膜孔径可调节为0.34‑0.58nm，对应的膜在0.75MPa工作压力下，纯水通量为1.19‑19.61L·m^‑2·h^‑1。

技术领域

本发明涉及一种纳滤膜，具体指一种孔径可调控复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤是膜分离技术中的一种，其分离主要依靠孔径筛分和电荷效应来实现。纳滤膜具有操作压力低，对二价或多价离子及相对分子质量大于200的有机物有较高的脱除率等特点。目前孔径调控主要通过相转化法和界面聚合法来实现，而关于其他办法研究孔径调控相对较少。

聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯酯醇解而得到的聚合物，因其廉价易得，化学稳定性好、无毒性，在各领域都有广泛的应用。由于聚乙烯醇分子链上含有大量羟基，因此聚乙烯醇膜表面有着良好的亲水性和耐污染性。但仅用聚乙烯醇制得的膜在水中容易溶胀而脱落，对此，人们对聚乙烯醇膜进行了大量的改性研究。例如，采用化学交联法，用带有醛基，羧基等能与聚乙烯醇分子链上的羟基发生反应的化合物把聚乙烯醇分子中的部分羟基反应，从而形成致密的化学交联网络。

梯度交联法具有操作简单，反应溶液量可控等优点，该方法还可对反应过程中分离层的交联度与膜厚度进行调节，为之后进一步对膜进行改性提供可能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种孔径可调控复合纳滤膜的制备方法，在超滤膜上通过邻位羟基与醛基和硼酸分子的缩醛交联与酯化交联反应制备孔径可调控复合纳滤膜。

本发明是通过以下技术方案实现的：

(a)将超滤膜用夹子固定环氧聚酯框上，于室温下晾干超滤膜表面；

(b)配制0.15wt％的十二烷基磺酸钠溶液(乙醇和水的混合物作为溶剂，V_乙醇：V_水＝1：1)，再向其中加入一定量的硼酸，待硼酸溶解后，加入一定量的戊二醛和浓硫酸混合均匀，配制成交联剂溶液。用此溶液涂覆在步骤(a)的基膜表面，除去过量溶液后置于30℃烘箱中烘干。

(c)将聚乙烯醇在95℃下搅拌2h后得到聚乙烯醇水溶液。冷却至室温后，用聚乙烯醇溶液把步骤(b)经过交联剂处理的超滤膜充分浸润，除去过量溶液后置于80℃烘箱中烘干，即形成孔径可调控的复合纳滤膜。

所述步骤(a)中的超滤膜为聚砜，聚醚砜中的一种。

所述步骤(b)中硼酸的质量分数为0.5-2.5％。

所述步骤(b)中戊二醛的质量分数在0.5％-1％。

所述步骤(b)中浓硫酸的质量分数在0.5％-1％。

所述步骤(c)中聚乙烯醇的质量分数在0.002％-1％。

所述的孔径可调控的复合纳滤膜，其孔径大小为0.34-0.58nm，在0.75MPa压力下，纯水通量为1.19-19.61L·m^-2·h^-1。本发明采用梯度交联法，通过改变溶剂浓度实现膜孔径可调控，可根据实际情况调节膜孔径。

有益效果：本发明利用制备工艺简单的梯度交联法，制备的纳滤膜不仅可以调控膜的孔径，稳定性高，耐污染效果好，而且具有可以分离一/二价盐的特点。本发明方法可根据实际情况制得孔径可调控的复合纳滤膜，适用于微污染水，自来水的净化。

具体实施方式

以下实例给出孔径可调控复合纳滤膜在某些条件下的孔径大小。然而，这些实例仅用于解释部分说明并不限定此发明。

实施例1：