本發(fā)明涉及水處理，尤其涉及一種納濾膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、納濾膜因其選擇性分離的特性，能有效地截留大分子物質(zhì)（重均分子量為200~1000的物質(zhì)）和二價(jià)以上離子，從而使大部分小分子和一價(jià)離子透過，此特性也令其相較于反滲透膜可在較低工作壓力下運(yùn)行?，F(xiàn)有技術(shù)的納濾膜多采用哌嗪與多元酰氯反應(yīng)合成，因反應(yīng)速率較慢，生成的聚酰胺結(jié)構(gòu)較薄、較平整，其結(jié)構(gòu)造成以下局限：

2、1）較薄的結(jié)構(gòu)使納濾膜通量較反滲透膜高，但某些應(yīng)用場(chǎng)景需求通量更高的產(chǎn)品，常規(guī)制備方法得到的結(jié)構(gòu)較平整，不如反滲透膜聚酰胺結(jié)構(gòu)存在明顯褶皺的囊泡結(jié)構(gòu)，比表面積小，無法得到更大通量；

3、2）納濾膜元件在工程應(yīng)用中，不可避免存在酸堿化學(xué)清洗。在酸性環(huán)境下，聚哌嗪酰胺結(jié)構(gòu)中的酰胺基團(tuán)碳原子易受水分子親核進(jìn)攻，發(fā)生水解反應(yīng)（酸性越強(qiáng)，水解情況越嚴(yán)重），將直接導(dǎo)致化學(xué)結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而逐漸失去過濾功能，清洗后性能遭到不可逆下降，縮短了納濾膜的使用壽命，成本上升。而較薄的聚酰胺層結(jié)構(gòu)，使其在酸性環(huán)境下水解耐受性進(jìn)一步降低、壽命較短。

4、納濾膜反應(yīng)一般采用多元胺和多元酰氯單體進(jìn)行，為解決聚酰胺結(jié)構(gòu)不耐酸水解的缺陷，已有相關(guān)研究（cn111686592a）提到用多元磺酰氯替代傳統(tǒng)的多元酰氯類單體，反應(yīng)得到的聚磺酰胺結(jié)構(gòu)材料。與酰胺基團(tuán)相比，磺酰胺基團(tuán)空間位阻較大，在酸性環(huán)境中s原子較難被水分子親核進(jìn)攻，從而表現(xiàn)出較優(yōu)的耐酸性能。但同時(shí)磺酰氯結(jié)構(gòu)也難以與多元胺單體反應(yīng)，磺酰胺化反應(yīng)速度比常規(guī)多元酰氯與多元胺反應(yīng)速度慢，形成的磺酰胺結(jié)構(gòu)疏松且較厚，膜通量相對(duì)較低。

5、另有提高納濾膜通量的相關(guān)研究，諸如添加輔助溶劑增加多元胺的遷移速率，提高反應(yīng)速度，從而減薄聚酰胺層厚度，但此舉會(huì)縮短產(chǎn)品化學(xué)清洗壽命；添加新型單體，改變聚酰胺結(jié)構(gòu)，但不利于提高反應(yīng)效率、成本控制；加入納米親水材料，混合均勻性上存在局限。

6、因此，現(xiàn)有技術(shù)在解決納濾膜耐酸性能的情況下，膜片通量卻相對(duì)較低；在改性提升膜片通量時(shí)，其耐受性、反應(yīng)成本等方面卻無法兼顧。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種納濾膜及其制備方法，在提高膜片耐酸性化學(xué)清洗性能的同時(shí)，提高膜片通量。

2、本發(fā)明提供了一種納濾膜的制備方法，包括以下步驟：

3、將基膜浸泡在水相溶液中，取出表干后，在基膜上涂覆油相溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)，固化后，得到納濾膜；

4、所述水相溶液包括多元胺單體、表面活性劑、縛酸劑和水；所述縛酸劑為碳酸氫鹽；

5、所述油相溶液包括酰氯單體、有機(jī)溶劑a和有機(jī)溶劑b；所述有機(jī)溶劑a為乙基環(huán)己烷；所述有機(jī)溶劑b包括一氯甲烷、一氯乙烷、乙醚、甲基乙基醚、二甲基醚和甲酸甲酯中的至少一種。

6、優(yōu)選的，所述水相溶液中，縛酸劑的質(zhì)量含量為2%~4%。

7、優(yōu)選的，所述縛酸劑為碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的至少一種。

8、優(yōu)選的，所述多元胺單體包括哌嗪、間苯二胺、乙二胺和1,6-己二胺中的至少一種；所述水相溶液中，多元胺單體的質(zhì)量含量為1%~2%。

9、優(yōu)選的，所述表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和月桂醇硫酸鈉中的至少一種；所述水相溶液中，表面活性劑的質(zhì)量含量為0.5%~1%。

10、優(yōu)選的，所述酰氯單體包括均苯三甲酰氯、鄰苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、對(duì)苯二甲酰氯和己二酰氯中的至少一種；

11、所述油相溶液中，酰氯單體的質(zhì)量含量為0.1%~0.5%。

12、優(yōu)選的，所述油相溶液中，有機(jī)溶劑a的質(zhì)量含量為49%~75%；

13、所述油相溶液中，有機(jī)溶劑b的質(zhì)量含量為25%~50%。

14、優(yōu)選的，所述基膜浸泡在水相溶液中的時(shí)間為10~30?s。

15、優(yōu)選的，在基膜上涂覆油相溶液的厚度為0.2~0.5?mm；

16、所述界面聚合反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，時(shí)間為5~20?s。

17、本發(fā)明還提供了一種上文所述的制備方法制得的納濾膜。

18、本發(fā)明提供了一種納濾膜的制備方法，包括以下步驟：將基膜浸泡在水相溶液中，取出表干后，在基膜上涂覆油相溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)，固化后，得到納濾膜；所述水相溶液包括多元胺單體、表面活性劑、縛酸劑和水；所述縛酸劑為碳酸氫鹽；所述油相溶液包括酰氯單體、有機(jī)溶劑a和有機(jī)溶劑b；所述有機(jī)溶劑a為乙基環(huán)己烷；所述有機(jī)溶劑b包括一氯甲烷、一氯乙烷、乙醚、甲基乙基醚、二甲基醚和甲酸甲酯中的至少一種。本發(fā)明通過在水相溶液中加入特定的縛酸劑，并在油相溶液中加入特定的有機(jī)溶劑，使反應(yīng)生成的聚酰胺層較厚且呈現(xiàn)如反滲透膜結(jié)構(gòu)的折皺的囊泡結(jié)構(gòu)，較厚的聚酰胺層能使膜產(chǎn)品在化學(xué)清洗過程中耐酸水解能力提高，折皺的囊泡結(jié)構(gòu)，能顯著提高聚酰胺層比表面積，提高膜片通量。本發(fā)明進(jìn)一步限定了縛酸劑的用量，更有利于提高上述效果。

19、本發(fā)明在不改變聚哌嗪酰胺化學(xué)結(jié)構(gòu)前提下，創(chuàng)造性改變其物理形態(tài)，在提高膜片耐酸性化學(xué)清洗性能的同時(shí)，提高膜片通量。

技術(shù)特征：

1.一種納濾膜的制備方法，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水相溶液中，縛酸劑的質(zhì)量含量為2%~4%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述縛酸劑為碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和月桂醇硫酸鈉中的至少一種；所述水相溶液中，表面活性劑的質(zhì)量含量為0.5%~1%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述基膜浸泡在水相溶液中的時(shí)間為10~30?s。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在基膜上涂覆油相溶液的厚度為0.2~0.5?mm；

7.一種權(quán)利要求1~6任意一項(xiàng)所述的制備方法制得的納濾膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納濾膜及其制備方法。所述制備方法包括：將基膜浸泡在水相溶液中，取出表干后，在基膜上涂覆油相溶液進(jìn)行界面聚合反應(yīng)，固化后，得到納濾膜；所述水相溶液包括多元胺單體、表面活性劑、縛酸劑和水；所述縛酸劑為碳酸氫鹽；所述油相溶液包括酰氯單體、有機(jī)溶劑a和有機(jī)溶劑b；所述有機(jī)溶劑a為乙基環(huán)己烷；所述有機(jī)溶劑b包括一氯甲烷、一氯乙烷、乙醚、甲基乙基醚、二甲基醚和甲酸甲酯中的至少一種。本發(fā)明在提高膜片耐酸性化學(xué)清洗性能的同時(shí)，提高了膜片通量。

技術(shù)研發(fā)人員：余普韌,齊薩仁,石楚道,何亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南沁森高科新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26