[发明专利]一种高性能复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能复合纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将水相单体溶解于纯水中，充分搅拌至溶解后得到水相溶液并避光保存；步骤S2，向有机溶剂中加入有机相单体，充分搅拌至溶解后得到有机相溶液并避光保存，并使用同一种有机相单体配置得到n种不同浓度的有机相溶液；步骤S3，将多孔支撑膜的表面浸没在水相溶液中，随后取出并去除水相溶液至表面无残留液滴；步骤S4，将n种不同浓度的有机相溶液分次倾倒在多孔支撑膜的表面来分次进行界面聚合反应，直至最后一次界面聚合反应结束；步骤S5，使用纯有机溶剂充分润洗多孔支撑膜的表面后得到基于不同酰氯浓度连续界面聚合制备的高性能复合纳滤膜。

技术领域

本发明属于纳滤膜分离技术领域，具体涉及一种高性能复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术是当前应对全球范围的水资源短缺与污染问题的一项先进水处理技术，广泛应用在市政水处理，工业水处理，海水淡化等领域。膜分离技术与传统的水处理工艺(混凝絮凝、沉淀、过滤、消毒、生物处理等)相比，具有更高的处理效果和效率，对水质适应性强，受环境影响小，占地面积小且不产生二次污染。根据截留分子量的不同，可以将分离膜分类为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。纳滤和反渗透膜的截留分子量小，出水品质高，是未来膜分离技术发展的重要方向。

目前，达到商业化的纳滤和反渗透膜均是聚酰胺薄膜复合膜。薄膜复合膜的显著优点是能够分别优化薄膜和多孔基底的性能，从而使得复合薄膜具有可调节的膜结构、高分离性能和稳定性。然而常规方法制备的纳滤和反渗透膜在实际的运行使用过程中存在不足，主要表现在膜的渗透-选择性和抗污染性差等方面。相关研究者们围绕膜的制备方法和膜材料的开发等方面做了许多改进，如添加纳米颗粒，接枝，改变制膜单体等，但这些方法在成本通常较高，与现有制膜工艺兼容性较差导致稳定性方面仍然存在不足。因此，如何开发低成本、利于后续放大生产的新型制膜策略，获得高性能纳滤膜，是当前纳滤水处理领域的研究热点与难点。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种高性能复合纳滤膜的制备方法。

本发明提供了一种高性能复合纳滤膜的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：

步骤S1，将水相单体溶解于纯水中，充分搅拌至溶解后得到水相溶液并避光保存；

步骤S2，向有机溶剂中加入有机相单体，充分搅拌至溶解后得到有机相溶液并避光保存，并使用同一种有机相单体配置得到n种不同浓度的有机相溶液；

步骤S3，将多孔支撑膜的表面浸没在水相溶液中，随后取出并去除水相溶液至表面无残留液滴；

步骤S4，将n种不同浓度的有机相溶液分次倾倒在多孔支撑膜的表面来分次进行界面聚合反应，直至最后一次界面聚合反应结束；

步骤S5，使用纯有机溶剂充分润洗多孔支撑膜的表面后得到基于不同酰氯浓度连续界面聚合制备的高性能复合纳滤膜。

在本发明提供的高性能复合纳滤膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S1中，水相单体为分子中带有的氨基(-NH₂)以及羟基(-OH)数之和大于等于2的分子，包括多元胺类、多元醇类和多元酚类，水相溶液为一种水相单体的溶液，或多种水相单体的混合溶液，水相溶液的浓度为0.01％wt-10.0％wt。

在本发明提供的高性能复合纳滤膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S2中，有机相单体为芳香族多元酰氯，有机溶剂为正己烷、环己烷、甲苯、正庚烷或正辛烷中的一种或多种。

在本发明提供的高性能复合纳滤膜的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤S1中，还配置有基膜预浸润溶液，基膜预浸润溶液通过将含胺醇类物质溶解于纯水中，充分搅拌至溶解后得到，步骤S3中，在将多孔支撑膜的表面浸没在水相溶液中之前，还将多孔支撑膜的表面浸没基膜预浸润溶液中，随后取出并去除基膜预浸润溶液至表面无残留液滴。