CN109758909A - 一种高选择性纳滤膜的制备方法 - Google Patents

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CN109758909A CN201811572247.5A CN201811572247A CN109758909A CN 109758909 A CN109758909 A CN 109758909A CN 201811572247 A CN201811572247 A CN 201811572247A CN 109758909 A CN109758909 A CN 109758909A
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王春浩
胡晓宇
梁恩宾
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Abstract

本发明提供了一种高选择性纳滤膜的制备方法，具体步骤如下：(1)准备水相溶液(A相)：包含多官能多元胺类，质子吸收剂及聚乙烯吡咯烷酮的水溶液，所述质子吸收剂为有机碱或无机碱；(2)准备有机相溶液(B相)：包含多官能度酰氯的有机溶液；(3)界面聚合过程：将超滤基膜浸没于水相溶液(A相)中4‑30s，取出晾干后，再浸没于有机相溶液(B相)中10‑60s，取出后置于80‑100℃的烘箱中进行热处理，即得产品。所述制备方法在界面聚合水相配方中添加聚乙烯吡咯烷酮，一步法得到了高选择性的纳滤膜，便于工业化生产，且得到的纳滤膜选择性高，又能够兼顾通量，满足现实需求。

Description

一种高选择性纳滤膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳滤膜的制备方法，尤其是一种高选择性纳滤膜的制备方法。
背景技术
目前纳滤膜制备多采用界面聚合方法。
为得到高选择性的纳滤膜，现阶段已开发了多种方法。例如CN 103055726 B，采用湿法纺丝的方法得到纳滤膜，但其只能对分子量较大的染料进行截留，无法用于一、二价盐的分离。
目前比较成功的方法是在基膜上进行界面聚合，从而得到纳滤膜。如CN107158981 A，将基膜于乙醇或异丙醇溶液长时间浸泡后，再与亚硝酸钠、苯二胺的溶液反应，然后还需用乙醇或异丙醇溶液清洗，接着进行界面聚合，才能得到高通量的纳滤膜。这一方法非常复杂，不适合工业化生产。CN 107252638 A做出了改进，但仍需要前处理过程，非一步法。而CN 106139922 A，则需后处理：采用次氯酸钠和氢氧化钠溶液对纳滤膜进行腐蚀以提高通量。该法不但增加了操作步骤，而且对纳滤膜造成不可逆损伤，缩短了使用寿命。
CN 105597572A通过在水相中添加反应性羟基聚合物、亲水性聚合物盐的方法，得到了高通量的纳滤膜。但该方法得到的纳滤膜选择性较低：硫酸镁与氯化钠的截留率相差为10％-35％，而高选择性的纳滤膜选择性相差可达70％。
综上，现有纳滤膜制备技术主要有湿法纺丝及界面聚合两种。湿法纺丝得到的纳滤膜无法兼顾二价盐截留与通量，一、二价盐的选择性更无从谈起。而对于界面聚合法，目前的技术存在操作复杂、费时(要么前处理，要么需要后处理)，或者不能兼顾通量及一、二价盐的选择性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高选择性纳滤膜的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种高选择性纳滤膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)准备水相溶液(A相)：包含多官能多元胺类，质子吸收剂及聚乙烯吡咯烷酮的水溶液，所述质子吸收剂为有机碱或无机碱；
(2)准备有机相溶液(B相)：包含多官能度酰氯的有机溶液；
(3)界面聚合过程：将超滤基膜浸没于水相溶液(A相)中4-30s，取出晾干后，再浸没于有机相溶液(B相)中10-60s，取出后置于80-100℃的烘箱中进行热处理，即得产品。
优选的，上述高选择性纳滤膜的制备方法，所述水相溶液(A相)中按重量份数计为2份多官能多元胺类、0.1份质子吸收剂、0.1-1.0份聚乙烯吡咯烷酮、100份去离子水。
优选的，上述高选择性纳滤膜的制备方法，所述多官能多元胺类为哌嗪。
优选的，上述高选择性纳滤膜的制备方法，所述质子吸收剂为氢氧化钠、磷酸钠、三乙胺或4-二甲氨基吡啶。
优选的，上述高选择性纳滤膜的制备方法，所述多官能度酰氯为均苯三甲酰氯，所述有机溶液为正己烷。
优选的，上述高选择性纳滤膜的制备方法，所述水相溶液(A相)中按重量份数计为2份哌嗪、0.1份氢氧化钠、0.5份聚乙烯吡咯烷酮、100份去离子水。
优选的，上述高选择性纳滤膜的制备方法，所述有机相溶液(B相)中按重量份数计为0.1份均苯三甲酰氯、100份正己烷。
本发明的有益效果是：
上述高选择性纳滤膜的制备方法，在界面聚合水相配方中添加聚乙烯吡咯烷酮，一步法得到了高选择性的纳滤膜，便于工业化生产，且得到的纳滤膜选择性高，又能够兼顾通量，满足现实需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1(对照组)
水相溶液——A相：2份(未特别说明均为质量份)哌嗪，0.1份氢氧化钠，100份去离子水。
有机相溶液——B相：0.1份均苯三甲酰氯，100份正己烷。
界面聚合过程：将聚砜超滤基膜浸没于A相中10s，取出自然晾干10min。再将其浸没于B相中10s。1min后，放入80℃烘箱中30s，即得纳滤膜产品，浸没于去离子水中待测。
实施例2
水相溶液——实施例1的A相中增加0.1份K30(聚乙烯吡咯烷酮商业牌号，K值越大，分子量越大)，其余同实施例1。
实施例3
A相中增加0.5份K30，其余同实施例1。
实施例4
A相中增加1.0份K30，其余同实施例1。
实施例5
A相中增加0.5份K9，其余同实施例1。
实施例6
A相中增加0.5份K15，其余同实施例1。
实施例7
A相中增加0.5份K60，其余同实施例1。
实施例8
A相中增加0.5份K90，其余同实施例1。
纳滤膜分离性能测试方法
测试液：分别采用2000mg/L氯化钠(NaCl)溶液与2000mg/L硫酸镁(MgSO4)溶液测试。
运行参数：采用纳滤膜评价仪进行测试，压力0.5MPa，25℃，pH＝7.0，回收率15％。
计算公式：
截留率R＝(CI-CO)/CI*100％，其中CI为进水电导，CO为出水电导；
通量F＝V/(A*T)，其中V是产水体积，A为膜面积，T为测量时间。
表1纳滤膜分离性能对比
从上表1可看出，水相中增加聚乙烯吡咯烷酮后，选择性显著增强而通量大幅度提升。与商业化产品NF-270相比，添加聚乙烯吡咯烷酮后，通量无明显变化而选择性极大的增强。该方法操作简单，效果明显且适用范围广。
上述参照实施例对该一种高选择性纳滤膜的制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高选择性纳滤膜的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)准备水相溶液：包含多官能多元胺类，质子吸收剂及聚乙烯吡咯烷酮的水溶液，所述质子吸收剂为有机碱或无机碱；
(2)准备有机相溶液：包含多官能度酰氯的有机溶液；
(3)界面聚合过程：将超滤基膜浸没于水相溶液中4-30s，取出晾干后，再浸没于有机相溶液中10-60s，取出后置于80-100℃的烘箱中进行热处理，即得产品。
2.根据权利要求1所述的高选择性纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述水相溶液中按重量份数计为2份多官能多元胺类、0.1份质子吸收剂、0.1-1.0份聚乙烯吡咯烷酮、100份去离子水。
3.根据权利要求1所述的高选择性纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述多官能多元胺类为哌嗪。
4.根据权利要求1所述的高选择性纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述质子吸收剂为氢氧化钠、磷酸钠、三乙胺或4-二甲氨基吡啶。
5.根据权利要求1所述的高选择性纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述多官能度酰氯为均苯三甲酰氯，所述有机溶液为正己烷。
6.根据权利要求2所述的高选择性纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述水相溶液中按重量份数计为2份哌嗪、0.1份氢氧化钠、0.5份聚乙烯吡咯烷酮、100份去离子水。
7.根据权利要求5所述的高选择性纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述有机相溶液中按重量份数计为0.1份均苯三甲酰氯、100份正己烷。
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