一種聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納濾膜改性方法，尤其涉及一種通過(guò)氧化石墨烯提高聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜耐污染性能的方法，屬于膜抗污染領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]納濾以其獨(dú)特的分離特性受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，納濾膜在性能上介于反滲透和超濾膜之間，特別適合于分離分子量為200-1000范圍內(nèi)污染物及二價(jià)、高價(jià)無(wú)機(jī)鹽等，且可保留對(duì)人體有益的部分一價(jià)離子。在飲用水凈化、廢水處理、生化產(chǎn)品的分級(jí)與濃縮、食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著自己獨(dú)特的作用，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。
[0003]膜在使用過(guò)程中膜污染是不得不面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，納濾也同樣會(huì)遇到膜污染問(wèn)題。膜分離過(guò)程中不同的污染物會(huì)對(duì)膜表面或膜孔造成不同程度的污染，導(dǎo)致膜的滲透通量和產(chǎn)水水質(zhì)下降，會(huì)縮短膜的使用壽命。因此，如何提高膜的抗污染性能、減輕膜污染是膜領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。
[0004]CN103736400A公開(kāi)了以超濾膜為基膜，采用表面涂敷法，在基膜上先涂敷一層羧甲基殼聚糖水溶液，再浸涂一層氧化石墨烯交聯(lián)溶液，制得氧化石墨烯納濾膜，提高了納濾膜的通量和脫鹽效果。CN104826505A公開(kāi)了通過(guò)將氧化石墨烯和聚砜、聚醚砜等膜材料加入溶劑共混得到鑄膜液，可以獲得具有多孔結(jié)構(gòu)的納米氧化石墨烯改性膜成品，提高了其膜通量和抗污染性。CN104275100A公開(kāi)了通過(guò)在PVDF超濾膜上均勻的沉積一層由石墨烯與環(huán)糊精復(fù)合組裝而成的選擇分離層制備了復(fù)合納濾膜，提高了其抗污染能力。目前，通過(guò)添加氧化石墨烯制備改性納濾膜的專利很多，但基于以聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜為基膜，通過(guò)表面接枝法在膜表面接枝氧化石墨烯，以提高膜的抗污染性的技術(shù)未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜的制備方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0007]—種聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜的制備方法，其步驟如下:
[0008](1)將交聯(lián)劑加入去水的有機(jī)溶劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% -0.3%的交聯(lián)溶液，所述的有機(jī)溶劑為正己烷、二氯甲烷、Isopar-G或者上述溶劑中任意兩種以上的混合物；
[0009](2)將處理好的氧化石墨烯納米片溶于有機(jī)溶劑，超聲處理分散均勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% -3%的氧化石墨烯溶液，所述的有機(jī)溶劑為二甲基乙酰胺、二氯甲烷、Isopar-G或者上述溶劑中任意兩種以上的混合物；
[0010](3)將充分干燥的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜平整的鋪在玻璃板上，置于板框中加緊，將配置好的含有0.lwt% -0.3wt%縛酸劑的溶液傾倒在其表面，浸漬l-10min，倒去剩余溶液，置于通風(fēng)櫥內(nèi)陰干；然后將(1)中配置好的交聯(lián)溶液傾倒在其表面，浸漬2-15min，用硅膠滾輪去除多余溶液；接著將(2)中氧化石墨烯溶液傾倒在其表面，浸漬l-15min，倒去剩余溶液，陰干；最后將處理好的膜放在45_80°C溫度區(qū)間，熱處理60?180s，得到改性納濾膜，即聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜；
[0011]進(jìn)一步，所述的交聯(lián)劑為均苯三甲酰氯、戊二醛或者上述交聯(lián)劑中兩種混合物；
[0012]進(jìn)一步，所述的縛酸劑為三乙胺、吡啶、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、氫氧化鈉或者上述縛酸劑中任意兩種混合物。
[0013]與現(xiàn)有的技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0014]本發(fā)明采用表面接枝法，既避免了采用混合法時(shí)氧化石墨烯在膜液中分散不均勻的缺點(diǎn)，又避免了采用界面聚合法時(shí)可能導(dǎo)致的通量衰減問(wèn)題，有效的提高了膜的純水通量，脫鹽率和耐污染性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0016]實(shí)施例1
[0017](1)交聯(lián)溶液的配制，將0.lg均苯三甲酰胺加入99.9gIsopar_G溶劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍玫劫|(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的交聯(lián)溶液。
[0018](2)氧化石墨烯溶液的配置，將1.5g處理好的氧化石墨烯納米片溶于98.5gIspoar-G溶劑，超聲處理分散均勾，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%的氧化石墨稀溶液。
[0019](3)將充分干燥的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜平整的鋪在玻璃板上，置于板框中加緊，將配置好0.lwt %三乙胺溶液傾倒在其表面，浸漬5min，倒去剩余溶液，置于通風(fēng)櫥內(nèi)陰干。再將配置好的戊二醛溶液傾倒在其表面，浸漬15min，用硅膠滾輪去除多余溶液，將氧化石墨烯溶液傾倒在其表面，浸漬15min，倒去剩余溶液，陰干。將處理好的膜放在70°C的烘箱，熱處理90s，得到的改性納濾膜通量由原來(lái)的62.05L/m2/h提高到89.12L/m2/h，對(duì)Na2S04截留率由原來(lái)的50%提升到了 87%，接觸角由原來(lái)的78.3°降到31.5°。
[0020]實(shí)施例2
[0021](1)交聯(lián)溶液的配制，將0.15g均苯三甲酰胺加入去水的85g正己烷與14.85 二氯甲烷的混合溶液，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍玫劫|(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%的交聯(lián)溶液。
[0022](2)氧化石墨烯溶液的配置，將0.lg處理好的氧化石墨烯納米片溶于99.9g 二氯甲烷溶劑，超聲處理分散均勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1 %的氧化石墨烯溶液。
[0023](3)將充分干燥的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜平整的鋪在玻璃板上，置于板框中加緊，將配置好0.2wt %碳酸鉀溶液傾倒在其表面，浸漬lmin，倒去剩余溶液，置于通風(fēng)櫥內(nèi)陰干；再將配置好的均苯三甲酰氯(TMC)溶液傾倒在其表面，浸漬2min，用硅膠滾輪去除多余溶液，將氧化石墨烯溶液傾倒在其表面，浸漬2min，倒去剩余溶液，陰干；將處理好的膜放在45°C的烘箱，熱處理60s，得到的改性納濾膜通量由原來(lái)的62.05L/m2/h提高到77.12L/m2/h，對(duì)Na2S04截留率由原來(lái)的50%提升到了 76%，接觸角由原來(lái)的78.3°降到41.5° 。
[0024]實(shí)施例3
[0025](1)交聯(lián)溶液的配制，將0.3g均苯三甲酰胺加入99.7g去水的正己烷溶劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍玫劫|(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%的交聯(lián)溶液。
[0026](2)氧化石墨烯溶液的配置，將3g處理好的氧化石墨烯納米片溶于97g 二甲基乙酰胺溶劑，超聲處理分散均勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的氧化石墨烯溶液。
[0027](3)將充分干燥的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜平整的鋪在玻璃板上，置于板框中加緊，將配置好0.3wt%碳酸鉀溶液傾倒在其表面，浸漬lOmin，倒去剩余溶液，置于通風(fēng)櫥內(nèi)陰干。再將配置好的均苯三甲酰氯(TMC)溶液傾倒在其表面，浸漬lOmin，用硅膠滾輪去除多余溶液，將氧化石墨烯溶液傾倒在其表面，浸漬lmin，倒去剩余溶液，陰干。將處理好的膜放在80 °C的烘箱，熱處理180s，得到的改性納濾膜通量由原來(lái)的62.05L/m2/h提高到81.12L/m2/h，對(duì)Na2S04截留率由原來(lái)的50%提升到了 81%，接觸角由原來(lái)的78.3°降到36.5° 。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜的制備方法，其特征在于，該方法是通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)的: (1)交聯(lián)溶液的配制: 將交聯(lián)劑加入去水的有機(jī)溶劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 % -0.3%的交聯(lián)溶液，所述的有機(jī)溶劑為正己烷、二氯甲烷、Isopar-G或者上述溶劑中任意兩種以上的混合物； (2)氧化石墨烯溶液的配置: 將氧化石墨烯納米片溶于有機(jī)溶劑，超聲處理分散均勻，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% -3%的氧化石墨烯溶液，所述的有機(jī)溶劑為二甲基乙酰胺、二氯甲烷、Isopar-G或者上述溶劑中任意兩種以上的混合物； (3)納濾膜改性: 將充分干燥的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜平整的鋪在玻璃板上，置于板框中夾緊，將配置好的含有0.lwt% -0.3wt%縛酸劑的溶液傾倒在其表面，浸漬l-10min，倒去剩余溶液，置于通風(fēng)櫥內(nèi)陰干；然后將(1)中配置好的交聯(lián)溶液傾倒在其表面，浸漬2-15min，用硅膠滾輪去除多余溶液；接著將(2)中氧化石墨烯溶液傾倒在其表面，浸漬l_15min，倒去剩余溶液，陰干；最后將處理好的膜放在45-80°C溫度區(qū)間的烘箱內(nèi)，熱處理60?180s，聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的交聯(lián)劑為均苯三甲酰氯、戊二醛或者上述交聯(lián)劑中兩種混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的縛酸劑為三乙胺、吡啶、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、氫氧化鈉或者上述縛酸劑中任意兩種混合物。
【專利摘要】本發(fā)明一種聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜的制備方法，屬于膜抗污染領(lǐng)域。該方法為將充分干燥的聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜平整的鋪在玻璃板上，置于板框中加緊，將配置好的含有縛酸劑的溶液傾倒在其表面，浸漬，倒去剩余溶液，置于通風(fēng)櫥內(nèi)陰干；然后將配置好的交聯(lián)溶液傾倒在其表面，浸漬，用硅膠滾輪去除多余溶液；接著將氧化石墨烯溶液傾倒在其表面，浸漬，倒去剩余溶液，陰干；最后將處理好的膜放在40-80℃溫度區(qū)間，熱處理60-180s，得到改性納濾膜。本發(fā)明工藝操作簡(jiǎn)單，不僅保留了聚間苯二甲酰間苯二胺納濾膜原來(lái)優(yōu)良的特性，還很好增強(qiáng)了膜表面的親水性，提高了膜的耐污染性，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】B01D71/56, B01D67/00, B01D61/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105413500
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510846215
【發(fā)明人】趙長(zhǎng)偉, 楊梅, 楊彬
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日