專利名稱：一種耐污染低壓納濾膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理納濾膜分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐污染低壓納濾膜的制備方法。
背景技術(shù)：
納濾膜是一種介于超濾和反滲透之間的一種壓力驅(qū)動的膜分離過程，已成為膜分離技術(shù)研究的熱點。它對單價離子的截留率一般低于50%，但對二價或多價離子及有機(jī)物分子(分子量介于200 1000)的截留率大于90%。納濾膜憑借其獨特的分離效果，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于水軟化、廢水處理、生物制藥、石油化工等領(lǐng)域里物質(zhì)的分離與提純。除了上述的應(yīng)用領(lǐng)域，把納濾膜用于家庭飲用水的制備有潛在的應(yīng)用前景。納濾膜技術(shù)是上世紀(jì)70年代中后期發(fā)展起來的新型分離膜過程。自上世紀(jì)80 年代末期以來，納濾膜制備技術(shù)已得到了迅速的發(fā)展，其膜材料的種類主要有醋酸纖維素類，芳香族聚酰胺類(CN102133506)，磺化聚砜類等(US Patent 4，039，440)。但是由這些高分子材料制備的納濾膜都在一定程度上存在其各自的缺點與不足，如膜的耐污染性較差， 與游離氯接觸易發(fā)生降解，膜的滲透通量較低等。因此，對現(xiàn)有的膜材料進(jìn)行改性，或開發(fā)新的制膜材料已成為當(dāng)今納濾膜研發(fā)的主要方向。聚乙烯醇是一種親水性高分子，具有良好的成膜性，已被廣泛應(yīng)用于納濾膜的制備。以聚乙烯醇作為成膜材料，直接涂覆于聚砜超濾膜的表面，交聯(lián)固化成復(fù)合納濾膜(J Colloid Interface Sci. 2009，338，121 - 127)，該類膜具有良好的耐污染性，但膜的通量不高。還有用聚乙烯醇涂覆在超濾膜表面，醛類交聯(lián)然后再涂覆殼聚糖，最后進(jìn)行熱處理制備納濾膜(CN102125811)。另外，有報道以聚乙烯醇作為改性劑，添加到聚酰胺納濾膜中，以提高膜的耐污染性。近年來，關(guān)于兩性離子共聚物的耐污染性研究非常廣泛。研究表明含有兩性離子功能基團(tuán)的材料具有良好的水滲透性和抗污染性。利用聚乙烯醇的良好成膜性和兩性離子的耐污染性，制備含有兩性離子基團(tuán)的聚乙烯醇，將其作為改性劑，原位引入到聚酰胺納濾膜中，可以將兩性離子親水性和抗污染性的特點與聚酰胺界面聚合制膜方便、 快速的特點相結(jié)合，制備一種新型的耐污染低壓納濾膜。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計提供一種耐污染低壓納濾膜的制備方法的技術(shù)方案。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于通過聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺、多元酰氯單體進(jìn)行界面聚合，在聚丙烯腈多孔支撐膜上，形成含有兩性離子基團(tuán)的聚酰胺功能層的復(fù)合納濾膜。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于包含如下步驟
I)聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物制備在60g/L的聚乙烯醇水溶液中加入占聚乙烯醇水溶液總質(zhì)量5 15%的兩性離子單體，在氮氣保護(hù)下，加入占聚乙烯醇水溶液總質(zhì)量I.5 5%的氧化-還原引發(fā)劑，在25 50°C下反應(yīng)6 12小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于40 60°C干燥3 6小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物；
2)納濾膜的制備先將聚丙烯腈多孔膜在氫氧化鈉水溶液中浸泡15 60分鐘，用蒸餾水洗滌3 5次，在20 30°C下晾干；再將聚丙烯腈多孔膜浸入到含有步驟I)得到的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺的混合水溶液中，浸潰2 5分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將聚丙烯腈多孔膜浸入到含有多元酰氯單體的有機(jī)相溶液中，反應(yīng)O. 5 2 分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈多孔膜表面形成一層含有兩性離子基團(tuán)的聚酰胺功能層； 最后，將上述膜在50 80°C下熱處理15 40分鐘，經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的聚乙烯醇分子中的醋酸乙烯酯的水解度為88 99%。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的兩性離子單體為N，N- 二甲基N- (2-甲基丙烯酰氧乙基)N- (2-磺乙基)銨或N- (3-磺丙基)4-乙烯基吡啶中的一種。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的氧化-還原引發(fā)劑中的氧化劑為過硫酸氨或過硫酸鉀，所述的氧化-還原引發(fā)劑中的還原劑為亞硫酸氫鈉，氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為I. O :1. O 2. O。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的用于浸泡聚丙烯腈多孔膜的氫氧化鈉水溶液是溫度為30 50°C、質(zhì)量濃度為I 10 wt %的氫氧化鈉水溶液。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于所述的步驟2)中含有聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺的混合水溶液中聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的濃度為 O.02 O. 15wt/v%0所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的含有聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺的混合水溶液中多元胺單體質(zhì)量濃度為O. 2 2wt/v%， 多元胺單體為鄰苯二胺或哌嗪中的一種。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的含有多元酰氯單體的有機(jī)相溶液中多元酰氯單體的質(zhì)量濃度為O. 02 O. 5wt/v%,多元酰氯單體為鄰苯二甲酰氯或均苯三甲酰氯中的一種。所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的含有多元酰氯單體的有機(jī)相溶液中有機(jī)相是甲苯或環(huán)己烷中的一種。本發(fā)明通過調(diào)整水相和油相中單體的種類和比例，所得含兩性離子聚酰胺納濾膜的分離性能不同，在操作壓力為O. 5MPa時，對二價鹽K2SO4的截留率大于90%，而對一價鹽NaCl的截留率較低；同時，具有較高的水滲透通量；另外，在有機(jī)物存在下的長時間運行中，表現(xiàn)出良好的耐污染性。因此，此種耐污染低壓納濾膜的性能優(yōu)良，具有廣闊的應(yīng)用前
旦
-5^ O本發(fā)明制備了一種新型的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物，采用界面聚合法，將其原位引入到聚酰胺納濾膜中，可以將兩性離子親水性和抗污染性的特點與聚酰胺界面聚合制膜方便、快速的特點有效結(jié)合。此種納濾膜性能優(yōu)異、制備工藝簡單、生產(chǎn)成本較低，具有良好的工業(yè)實用性。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。實施例I
在裝有60克/升的水解度為88%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中,加入質(zhì)量百分比濃度為5%的N，N-二甲基N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)N-(2-磺乙基)銨，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為I. 5%的過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉(過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉質(zhì)量比為I. O :2. O), 在25°C下反應(yīng)12小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于40°C干燥6小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在30°C濃度下，I wt/v %的氫氧化鈉水溶液中浸泡60分鐘，用蒸餾水洗滌3次，在20°C下晾干；先將其浸入到含有O. 2wt/v%哌嗪和O. 02 wt/v%上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰2分鐘，取出并排除表面過量的溶液；再將其浸入到含有O. 02wt/v%均苯三甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)O. 5分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在50°C下熱處理40分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為對NaCl的截留率為23. 8%，水通量為33. 5L. πΓ2· IT1 ;對K2SO4的截留率為85. 7%，水通量為 32. 8L. m 2. h 1O實施例2
在裝有60克/升水解度為99%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中,加入質(zhì)量百分比濃度為 15%的N，N- 二甲基N- (2-甲基丙烯酰氧乙基)N- (2-磺乙基)銨，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為5%的過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉(過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉質(zhì)量比為I. O: I. 0)，在 50°C下反應(yīng)6小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于60°C干燥3小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在50°C下，濃度為10wt/v %的氫氧化鈉水溶液中浸泡15分鐘， 用蒸餾水洗滌3次，在20°C下晾干；再將其浸入到含有2wt/v%哌嗪和O. 15 wt/v%上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰5分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. 5wt/v %均苯三甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)2分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在80°C下熱處理15分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為32. 5%，水通量為23. 5 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為96. 7%，水通量為 22. 8 L. πΓ2· IT1。實施例3
在裝有60克/升水解度為99%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中,加入質(zhì)量百分比濃度為 8%的N，N- 二甲基N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)N-(2-磺乙基)銨，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉(過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉質(zhì)量比為I. 0:2. 0)，在 40°C下反應(yīng)8小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于500C干燥4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在40°C下，濃度為5wt/v%的氫氧化鈉水溶液中浸泡30分鐘，用蒸餾水洗滌5次，在25°C下晾干；再將其浸入到含有l(wèi)wt/v%哌嗪和O. I wt/v%上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰3分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. lwt/v %均苯三甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)I分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在60°C下熱處理20分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為33. 8%，水通量為34. 5 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為95. 6%，水通量為 32. 5 L. m 2. h 1O實施例4:
在裝有60克/升水解度為88%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中,加入質(zhì)量百分比濃度為 10%的N，N- 二甲基N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)N-(2-磺乙基)銨，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉(I. O: I. 5)，在40°C下反應(yīng)8小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于50°C干燥4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在40°C下，濃度為5wt/v%的氫氧化鈉水溶液中浸泡30分鐘，用蒸餾水洗滌5次，在25°C下晾干；再將其浸入到含有O. 5wt/v%哌嗪和O. 15wt/v%上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰3分鐘，取出并排除表面過量的溶液； 然后將其浸入到含有O. lwt/v %鄰苯二甲酰氯的環(huán)己烷溶液中，反應(yīng)I分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在60°C下熱處理20分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為31. 5%，水通量為35. 5 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為94. 3%，水通量為 34. 8 LW。實施例5:
在裝有60克/升水解度為90%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中,加入質(zhì)量百分比濃度為 8%的N，N-二甲基N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)N-(2-磺乙基)銨，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸氨-亞硫酸氫鈉(I. 0:2. O),在40°C下反應(yīng)8小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于50°C干燥4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在40°C下，濃度為5wt/v%的氫氧化鈉水溶液中浸泡30分鐘， 用蒸餾水洗滌5次，在25°C下晾干；再將其浸入到含有O. 5wt/v%哌嗪和O. I wt/v%上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰3分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. 3wt/v %均苯三甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)I分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在60°C下熱處理20分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為31. 7%，水通量為32. 8 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為94. 6%，水通量為 30. 2 L. m 2. h 1O實施例6 在裝有60克/升水解度為99%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中,加入質(zhì)量百分比濃度為 10%的N，N- 二甲基N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)N-(2-磺乙基)銨，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉(I. 0:2. 0)，在40°C下反應(yīng)8小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于50°C干燥4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在40°C下，濃度為8wt/v%的氫氧化鈉水溶液中浸泡30分鐘，用蒸餾水洗滌5次，在25°C下晾干；再將其浸入到含有O. 4wt/v%鄰苯二胺和O. 08wt/v %上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰3分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. 5被八％均苯三甲酰氯的環(huán)己烷溶液中，反應(yīng)2分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在50°C 下熱處理30分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為35. 5%，水通量為35. 7 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為96. 8%，水通量為 33. 5 L. m 2. h 1O實施例7
在裝有60克/升水解度為99%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中,加入質(zhì)量百分比濃度為 10%的N-(3-磺丙基)4-乙烯基吡啶，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉(1. 0:2. O)，在40°C下反應(yīng)8小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于50°C干燥 4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在40°C下，濃度為5wt/v%的氫氧化鈉水溶液中浸泡30分鐘，用蒸餾水洗滌5次，在25°C下晾干；再將其浸入到含有O. 5wt/v%哌嗪和O. 15wt/v %上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰2分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. 4wt/v %鄰苯二甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)I分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在50°C下熱處理30分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為31. 8%，水通量為36. 7 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為96. 2%，水通量為 33. 5 L. m 2. h 1O實施例8
在裝有60克/升水解度為95%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中，加入質(zhì)量百分比濃度為 10%的N-(3-磺丙基)4-乙烯基吡啶，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉(1. 0:2. O)，在40°C下反應(yīng)8小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于50°C干燥 4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在40°C下，濃度為5wt/v%的氫氧化鈉水溶液中浸泡30分鐘， 用蒸餾水洗滌5次，在30°C下晾干；再將其浸入到含有O. 5wt/v%哌嗪和O. I wt/v %上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰3分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. 5wt/v%均苯三甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)2分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在50°C下熱處理30分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為30. 2%，水通量為32. 3 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為94. 5%，水通量為 29. 5 L. m 2. h 1O實施例9
在裝有60克/升水解度為99%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中，加入質(zhì)量百分比濃度為8%的N-(3-磺丙基)4-乙烯基吡啶，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸氨-亞硫酸氫鈉(I. 0:2. 0)，在40°C下反應(yīng)10小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于50°C干燥4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在30°C下，濃度為8 wt/v %的氫氧化鈉水溶液中浸泡45分鐘， 用蒸餾水洗滌5次，在25°C下晾干；再將其浸入到含有l(wèi)wt/v%哌嗪和O. I wt/v %上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰3分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. 2wt/v %均苯三甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)I分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在60°C下熱處理20分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為35. 6%，水通量為30. 7 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為96. 6%，水通量為 29. 7 L. m 2. h 1O實施例10
在裝有60克/升水解度為99%的聚乙烯醇水溶液的反應(yīng)釜中，加入質(zhì)量百分比濃度為8%的N-(3-磺丙基)4-乙烯基吡啶，在氮氣保護(hù)下，加入質(zhì)量百分比濃度為2%的過硫酸鉀一亞硫酸氫鈉(1. 0:2. O)，在40°C下反應(yīng)8小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于50°C干燥 4小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物。將聚丙烯腈多孔膜在40°C下，濃度為5wt/v%的氫氧化鈉水溶液中浸泡30分鐘， 用蒸餾水洗滌5次，在25°C下晾干；再將其浸入到含有O. 3wt/v%哌嗪和O. I wt/v %上述制備的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的水相溶液中，浸潰3分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將其浸入到含有O. 3wt/v%均苯三甲酰氯的甲苯溶液中，反應(yīng)2分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈膜表面形成一層含有兩性離子的聚酰胺功能皮層；最后將上述膜在50°C下熱處理30分鐘、經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。此種納濾膜在25 V，O. 5MPa壓力下，對于Ig. Γ1的NaCl和K2SO4溶液的分離結(jié)果為:對NaCl的截留率為26. 2%，水通量為33. 5 L. πΓ2· IT1 ^K2SO4的截留率為93. 3%，水通量為 30. 8 L. m 2. h 1O
權(quán)利要求
1.一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于通過聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺、多元酰氯單體進(jìn)行界面聚合，在聚丙烯腈多孔支撐膜上，形成含有兩性離子基團(tuán)的聚酰胺功能層的復(fù)合納濾膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于包含如下步驟1)聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物制備在60g/L的聚乙烯醇水溶液中加入占聚乙烯醇水溶液總質(zhì)量5 15%的兩性離子單體，在氮氣保護(hù)下，加入占聚乙烯醇水溶液總質(zhì)量I.5 5%的氧化-還原引發(fā)劑，在25 50°C下反應(yīng)6 12小時，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)甲醇沉淀、洗滌，于40 60°C干燥3 6小時，粉碎，得到聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物；2)納濾膜的制備先將聚丙烯腈多孔膜在氫氧化鈉水溶液中浸泡15 60分鐘，用蒸餾水洗滌3 5次，在20 30°C下晾干；再將聚丙烯腈多孔膜浸入到含有步驟I)得到的聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺的混合水溶液中，浸潰2 5分鐘，取出并排除表面過量的溶液；然后將聚丙烯腈多孔膜浸入到含有多元酰氯單體的有機(jī)相溶液中，反應(yīng)O. 5 2 分鐘，通過界面聚合，在聚丙烯腈多孔膜表面形成一層含有兩性離子基團(tuán)的聚酰胺功能層； 最后，將上述膜在50 80°C下熱處理15 40分鐘，經(jīng)蒸餾水漂洗后，得到一種耐污染低壓納濾膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的聚乙烯醇分子中的醋酸乙烯酯的水解度為88 99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的兩性離子單體為N，N- 二甲基N- (2-甲基丙烯酰氧乙基)N- (2-磺乙基)銨或N- (3-磺丙基)4-乙烯基吡啶中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的氧化-還原引發(fā)劑中的氧化劑為過硫酸氨或過硫酸鉀，所述的氧化-還原引發(fā)劑中的還原劑為亞硫酸氫鈉，氧化劑和還原劑的質(zhì)量比為I. O :1. O 2. O。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的用于浸泡聚丙烯腈多孔膜的氫氧化鈉水溶液是溫度為30 50°C、質(zhì)量濃度為I 10wt%的氫氧化鈉水溶液。
7.如權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于所述的步驟2) 中含有聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺的混合水溶液中聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物的濃度為O. 02 O. 15wt/v%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的含有聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺的混合水溶液中多元胺單體質(zhì)量濃度為O.2 2wt/v%，多元胺單體為鄰苯二胺或哌嗪中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的含有多元酰氯單體的有機(jī)相溶液中多元酰氯單體的質(zhì)量濃度為O. 02 O. 5wt/v%,多元酰氯單體為鄰苯二甲酰氯或均苯三甲酰氯中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，其特征在于步驟2)中所述的含有多元酰氯單體的有機(jī)相溶液中有機(jī)相是甲苯或環(huán)己烷中的一種。
全文摘要
一種耐污染低壓納濾膜的制備方法，屬于水處理納濾膜分離技術(shù)領(lǐng)域。其通過聚乙烯醇接枝兩性離子共聚物和多元胺、多元酰氯單體進(jìn)行界面聚合，在聚丙烯腈多孔支撐膜上，形成含有兩性離子基團(tuán)的聚酰胺功能層的復(fù)合納濾膜。本發(fā)明采用界面聚合法，將其原位引入到聚酰胺納濾膜中，可以將兩性離子親水性和抗污染性的特點與聚酰胺界面聚合制膜方便、快速的特點有效結(jié)合。此種納濾膜性能優(yōu)異、制備工藝簡單、生產(chǎn)成本較低，具有良好的工業(yè)實用性。
文檔編號B01D71/42GK102580585SQ20121004074
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者陳楚龍 申請人:富陽梅伊韋爾環(huán)保設(shè)備有限公司