CN113289498B - 一种荷正电纳滤膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种荷正电纳滤膜及其制备方法,荷正电纳滤膜包含支撑底膜和聚酰胺功能分离层,聚酰胺功能分离层是由含多元胺的水相溶液和多元酰氯的油相溶液在支撑底膜表面发生聚合反应制得;该荷正电纳滤膜还包括保护层,是用聚乙烯醇和戊二醛进行交联反应,在聚酰胺功能分离层表面形成一层致密膜层。本发明还包括荷正电纳滤膜的制备方法,先制备水相溶液和油相溶液,其次利用水溶液和油相溶液的界面聚合制备聚酰胺功能分离层,再制备保护层,经过去离子水清洗后制得荷正电纳滤膜。本发明的制备方法简单易控,原料易得、成本低廉。本发明制备的荷正电纳滤膜对多价阳离子有较高的截留率,荷正电稳定性也大幅提升。
Description
技术领域
本发明涉及纳滤复合膜技术领域,尤其涉及一种荷正电纳滤膜及其制备方法。
背景技术
纳滤是介于超滤与反渗透之间的膜分离技术,它具有操作压力低,分离效率高及运行成本低等优点,广泛地应用于饮用水制备、海水淡化和苦咸水、污水处理、生物制药、食品和化工等领域,对生活污水和工业废水的回收利用起到重大作用。目前市场多以荷负电纳滤膜为主,但是随着分离体系复杂程度的增加及对膜分离性能要求的提高,如多价阳离子和一些阳离子小分子的分离,荷负电纳滤膜效果较差,因此,荷正电纳滤膜越来越受到研究者的关注。
以往制备的荷正电纳滤膜主要是有两种不同方式,一是采用紫外光接枝的方法对聚砜纳滤膜进行改性,即在一定条件下,引入一种单体,单体中的双键可以和紫外光照射下的聚砜膜进行聚合反应制备荷正电纳滤膜;二是采用界面聚合的方法,利用正电荷的聚合物来制作荷正电纳滤膜,比如,利用季胺化的壳聚糖及其衍生物来制作荷正电纳滤膜。但是第一种方法紫外光接枝技术难以实现产业化,而且接枝单体的过程提高荷正电的效果不明显且比较复杂,也不利于产业化;第二种方法制备的纳滤膜水通量较低,不适合于商业化生产。虽然有不同的荷正电纳滤膜制备研究,但是从研究报道的结果看,有的是荷正电的效果不明显,有的是制备好的荷正电纳滤膜片在运行过程中荷正电的特性不稳定甚至消失,所制备的荷正电纳滤膜对多价阳离子或是阳离子小分子的分离效果波动大,制约了荷正电纳滤膜片的产业化生产。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明提供一种荷正电纳滤膜及其制备方法,其解决了现有荷正电纳滤膜制备使用稳定性差、不能商业化生产的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
第一方面,本发明实施例提供一种荷正电纳滤膜,该荷正电纳滤膜包括支撑底膜和聚酰胺功能分离层,该荷正电纳滤膜的聚酰胺功能分离层是由含多元胺的水相溶液和含多元酰氯的油相溶液在支撑底膜表面发生聚合反应制得;水相溶液中溶有亲水性高聚物,亲水性表面活性剂,多元胺和水溶性二价阳离子;油相溶液为多元酰氯溶解于有机溶剂所得到的溶液。
更进一步的,该荷正电纳滤膜还在聚酰胺功能分离层表面形成保护层;保护层由聚乙烯醇和戊二醛交联反应产生,该保护层防止由水溶性二价阳离子与亲水性高聚物和亲水性表面活性剂形成带正电荷的络合物流失。
第二方面,本发明实施例提供一种荷正电纳滤膜的制备方法,包括以下步骤:
S1、制备溶液,将亲水性高聚物,亲水性表面活性剂,多元胺,水溶性二价盐加入水中,混合均匀制得水相溶液;将多元酰氯溶解于有机溶剂得到油相溶液;
S2、制备聚酰胺功能分离层,所述聚酰胺功能分离层由步骤S1制得的水相溶液和油相溶液在支撑底膜上通过界面聚合反应,经热处理制得;
S3、制备保护层,所述保护层由聚乙烯醇和戊二醛进行交联反应,在所述聚酰胺功能分离层表面形成一层致密膜层;
S4、将经过步骤S3处理的膜,放入去离子水中清洗净、干燥,最终得到荷正电纳滤膜。
在制备水相溶液时,将亲水性高聚物,亲水性表面活性剂,多元胺和水溶性二价盐加到水中,使二价阳离子与亲水性表面活性剂和亲水性高聚物形成络合物;当界面聚合反应发生时,这些络合物掺杂在聚酰胺功能分离层中,从而使滤膜表面带荷正电。
亲水性高聚物有很好的的反应性能,高聚物中含有羟基,氨基,羧基等亲水性基团,他们能与水形成很强的氢键相互作用,还能够与二价阳离子形成稳定的络合物,当高分子量的聚合物和二价盐形成络合物时,络合物就能够与聚哌嗪酰胺分子相互缠绕;而亲水性表面活性剂的存在,一方面能够降低水相溶液的界面张力,使水相溶液在支撑底膜面上铺展更均匀,增加水相单体在支撑底膜的附着量,使膜面润湿性更高;另一方面表面活性剂与二价阳离子盐形成络合物,作为荷正电来源的载体,将正电荷均匀分布在膜面上。
进一步的,步骤S2包括:先在支撑底膜上涂覆水相溶液,除去多余的水溶液后晾干;再将涂有水相溶液的膜放入油相溶液中或者再将油相溶液涂覆在在支撑底膜上,除去多余的油相溶液后在90-130℃条件下处理进行界面聚合反应。
优选的,在步骤S1中,亲水性高聚物为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚乙烯吡络烷酮中的一种或几种,且亲水性高聚物的质量分数为0.1%-5%。
可选的,在步骤S1中,亲水性表面活性剂为樟脑磺酸钠、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的一种或几种,且亲水表面活性剂的质量分数为0.1%-5%。
优选的,在步骤S1中,所述多元酰胺为哌嗪,哌嗪的添加质量分数为0.1-1%。
优选的,在步骤S1中,所述水溶性二价盐为镁离子或钙离子的水溶性盐,其添加质量分数为0.1-1%。
可选的,在步骤S1中,油相溶液中的多元酰氯为均苯三甲酰氯,均苯三甲酰氯质量分数为0.1-1.0%,更优选的,油相溶液中的均苯三甲酰氯质量分数为0.1-0.5%。
优选的,在步骤S3中,所述聚乙烯醇的聚合度为1500-1900,醇解度>98%;戊二醛的溶液质量浓度为0.7-0.9%,交联时间7-15min。
优选的,通过聚乙烯醇和戊二醛交联反应制得的保护层,其在60-80℃的条件下,干燥时间不少于30min。
优选的,在步骤S3中,聚乙烯醇溶液的浓度为3.5-4.5%,硫酸催化剂的质量分数为1%。
可选的,支撑底膜为聚砜类底膜,该底膜能够分离物质分子量为40000以上的卵清蛋白。
(三)有益效果
本发明的有益效果是:
1、采用本发明制备方法,在水相溶液中,由于亲水性表面活性剂(如柠檬酸钠)和亲水性高聚物(如聚乙烯吡络烷酮)均会与水溶性二价金属离子发生络合反应,从而生成稳定的带有络离子的化合物,由于亲水性高聚物是大分子物质,络合后的大分子会在界面聚合过程中与产生的聚哌嗪酰胺相互缠绕,在水相络合物层和界面聚合组成的分离层内相互掺杂,从而制得荷正电纳滤复合膜;
2、在荷正电纳滤膜制备经过界面聚合完成后进一步的经过聚乙烯醇和戊二醛的交联反应,从而在膜的聚酰胺功能分离层表面形成致密结构,在分离层表面形成封闭层的情况下,带有荷正电的大分子不会在实验的进行过程中随着水溶液流失,荷正电纳滤膜的稳定性增强;
3、水相采用哌嗪作为单体和油相单体均苯三甲酰氯通过界面聚合反应制备纳滤膜,这种方法简单,易控,本专利技术重现性较好,制备成本低廉。
4、用本发明方法制备的荷正电纳滤膜能提高多价阳离子特别是二价阳离子的截留率,荷正电纳滤膜性能大幅提升。
附图说明
图1为聚砜底膜的扫描电镜图;
图2为实施例1的荷正电纳滤膜扫描电镜图;
图3为对比例1的纳滤膜扫描电镜图;
图4为对比例2的纳滤膜扫描电镜图;
图5为对比例3的纳滤膜扫描电镜图;
图6为对比例5的纳滤膜扫描电镜图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。
本发明实施例提出的荷正电纳滤膜,该荷正电纳滤膜包括支撑底膜和聚酰胺功能分离层,该荷正电纳滤膜的聚酰胺功能分离层是由含多元胺的水相溶液和含多元酰氯的油相溶液在支撑底膜表面发生聚合反应制得;水相溶液中溶有亲水性高聚物,亲水性表面活性剂,多元胺和水溶性二价阳离子;油相溶液为多元酰氯溶解于有机溶剂所得到的溶液。
该荷正电纳滤膜还包括在聚酰胺功能分离层表面形成的保护层;保护层由聚乙烯醇和戊二醛交联反应产生。
本发明实施例提出的荷正电纳滤膜通过如下的制备方法制备,具体的包括以下步骤:
S1、制备溶液,将亲水性高聚物,亲水性表面活性剂,多元胺,水溶性二价盐加入水中,混合均匀制得水相溶液;将多元酰氯溶解于有机溶剂得到油相溶液;
亲水性高聚物为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚乙烯吡络烷酮中的一种或几种,且亲水性高聚物的质量分数为0.1%-5%;
亲水性表面活性剂为樟脑磺酸钠、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的一种或几种,且亲水表面活性剂的质量分数为0.1%-5%;
水相溶液中的多元胺为哌嗪,哌嗪添加的质量分数为0.1-1%;
水溶性二价盐为镁离子或钙离子的水溶性盐,其质量分数为0.1-1%;将多元酰氯溶解于Isopar L(1种异构烷烃溶剂)中得到油相溶液,油相溶液中的多元酰氯为均苯三甲酰氯,均苯三甲酰氯质量分数为0.1-1.0%,更优选的,油相溶液中的均苯三甲酰氯质量分数为0.1-0.5%。
S2、制备聚酰胺功能分离层,聚酰胺功能分离层由步骤S1制得的水相溶液和油相溶液在支撑底膜上通过界面聚合反应,经90-130℃热处理制得;
具体的包括:先在支撑底膜上涂覆水相溶液,除去多余的水溶液后晾干;再将涂有水相溶液的膜放入油相溶液中或者将油相溶液涂覆在涂有水相溶液的膜上,除去多余的油相溶液后在90-130℃条件下进行界面聚合反应。
哌嗪和均苯三甲酰氯通过界面聚合反应制得的纳滤膜,多为荷负电纳滤膜,这种纳滤膜无法对多价盐和阳离子小分子(部分染料和抗生素等)有较好的分离效果,但是在此纳滤膜的功能层掺杂含有水溶性二价金属离子的高分子络合物,使高分子络合物与聚哌嗪酰胺功能层相互缠绕后生成的纳滤膜通过检测电位后,发现带有一定的荷正电性,上述多价盐和阳离子小分子分离问题就能很好解决,并且相同浓度的无机盐的截留顺序为MgCl2>MgSO4>Na2SO4>NaCl。
S3、制备保护层,所述保护层由聚乙烯醇和戊二醛进行交联反应,在所述聚酰胺功能分离层表面形成一层致密膜层;
聚乙烯醇的聚合度为1500-1900,醇解度>98%;戊二醛的溶液质量浓度为0.7-0.9%,交联时间7-15min;
聚乙烯醇与戊二醛交联反应时间越长,其形成的保护层的厚度会有增加,但是纳滤膜的水通量会下降,并且纳滤膜的反洗、恢复性能降低;交联时间较短的话,交联度会降低,膜的厚度不够,性能不能长久保持。因此适当的交联时间在保持膜强度的同时还能增加膜的亲水效果。
通过聚乙烯醇和戊二醛交联反应制得的保护层,其在60-80℃的条件下,干燥时间不少于30min。
S4、将经过步骤S3处理的膜,放入去离子水中清洗净、干燥,最终得到荷正电纳滤膜。
步骤S4的作用,是为了将残余的未参加反应的物质除去。
为了更好的理解上述技术方案,下面可以通过参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以采用各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
下面对本发明的具体实施方式作具体说明:
在本发明中,聚砜底膜可以是任何厂家提供的底膜,底膜的性能差异、底膜的种类对本发明的结果并无直接影响,因此可以选择商业聚砜底膜或者自制,这也为本发明的普通适用、进行商业化应用提供了可能。
以下实施例中所用的聚砜底膜为自制底膜。膜生产日期至实验日期小于30天,期间保存于1.5%亚硫酸氢钠水溶液中。在进行界面聚合反应制备复合膜之前,将聚砜底膜提前24h浸泡于纯水中。
以下实施例中对一种纳滤膜的膜性能做出评价,评价条件:测试压力为0.75MPa,浓水流量为1.0GPM,浓水为2000ppm盐水溶液,浓水pH值为6.5~7.5,环境温度均为25℃;
评价指标:氯化镁、硫酸镁、氯化钠、硫酸钠4种盐的脱盐率和水通量。
以下实施例中,脱盐率定义为浓水与产水的浓度之差除以浓水浓度;水通量定义为在上述测试过程中单位时间透过单位面积复合分离膜的水体积,单位为L/m2·h(LMH)。以上每个数据点由9个试样取平均值得到。
以下实施例和对比例中,如果没有特殊说明,水相溶液和油相溶液各组分涉及到的均为质量百分比。
实施例1
一种荷正电纳滤膜的制备方法,包括如下步骤,
(1)制备溶液:哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,聚乙烯吡络烷酮为2.5%,柠檬酸钠1%,氯化镁为1%,混合均匀制得水相溶液;
将0.15%的均苯三甲酰氯溶入溶剂油Isopar L(1种异构烷烃溶剂)中,制得油相溶液;
(2)制备聚酰胺功能分离层:在聚砜底膜上涂覆步骤(1)的水相溶液,60s后倒掉多余的溶液,放置阴干;将经过水相溶液处理的膜涂覆步骤(1)的油相溶液,30s后倒掉多余的油相溶液;再将膜置于100℃条件下烘干4min;
(3)制备保护层,在纳滤膜上涂覆含有硫酸催化剂的质量分数为4%的聚乙烯醇(1799型)溶液,3min后倒掉,将膜阴干,再将0.8%的戊二醛(50%的溶液)倒在含有聚乙烯醇的膜面上交联10min;交联结束后的荷正电纳滤膜在70℃条件下热处理30min,这样的处理可以进一步的增强膜的机械性能;
(4)将经过步骤(3)处理的膜,放入去离子水中清洗干净,晾干制得荷正电纳滤膜。
实施例2
实施例2是在实施例1的基础上,将步骤(1)的水相溶液组成调整为哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,聚乙烯吡络烷酮为2.5%,氯化镁为0.5%,混合均匀;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例3
实施例3是在实施例1的基础上,将步骤(1)的水相溶液组成调整为哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,聚乙烯酰胺为2%,氯化镁为0.5%,混合均匀;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例4
实施例4是在实施例1的基础上,将步骤(1)的水相溶液组成调整为哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,海藻酸钠为0.5%,氯化镁为0.5%,混合均匀;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例5
实施例5是在实施例1的基础上,将步骤(1)的水相溶液组成调整为,哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,柠檬酸钠为1%,氯化镁为0.5%,混合均匀;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例6
实施例6是在实施例1的基础上,将步骤(1)的水相溶液组成调整为哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,柠檬酸钠为1%,聚乙烯酰胺2%,氯化镁为1%,混合均匀;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例7
实施例7是在实施例1的基础上,将步骤(1)的水相溶液组成调整为哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,柠檬酸钠为1%,海藻酸钠0.5%,氯化镁为1%,混合均匀;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例8
实施例8是在实施例1的基础上,将步骤(1)的水相溶液组成调整为哌嗪为0.15%,樟脑磺酸钠为2.5%,聚乙烯醇为0.1%,聚乙烯吡络烷酮为2.5%,聚乙烯酰胺为2%,氯化镁为1%,混合均匀;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例9
实施例9是在实施例2的基础上,将步骤(2)的干燥条件改为90℃、5min;其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例10
实施例10是在实施例2的基础上,将步骤(2)的干燥条件改为130℃、3min;其他步骤和条件与实施例2相同。
对比例1
对比例1在实施例1的基础上,在制备水相溶液时,不添加含有络合离子的化合物(聚乙烯吡络烷酮、聚丙烯酰胺、海藻酸钠、柠檬酸钠)配水相体系,水相中多元胺的质量分数为0.15%,亲水性表面活性剂樟脑磺酸钠为2.5%;其他步骤和条件与实施例1相同。
对比例2
对比例2在实施例1的基础上,在制备水相溶液时,不添加水溶性二价盐氯化镁配水相体系;其他步骤和条件与实施例1相同。
对比例3
对比例3在实施例1的基础上,在制备水相溶液时,不添加亲水性高聚物及水溶性二价盐;其他步骤和条件与实施例1相同。
对比例4
对比例4在实施例1的基础上,没有进行步骤(3)的保护层处理;其他步骤和条件与实施例1相同。
对比例5
对比例5是在实施例3的基础上,将步骤(3)的交联时间改为15min;其他步骤和条件与实施例3相同。
1、将实施例1-10制得的荷正电纳滤膜和对比例1-5所制得的膜进行膜的性能评价,以氯化镁、硫酸镁、氯化钠、硫酸钠4种盐的脱盐率和水通量来进行表征,具体的实验结果见表1。
表1膜性能评价结果
从表1的数据结果中可以看出,利用本发明方法制备的荷正电纳滤膜对于二价盐有着较好的分离效果,在较优的实施例中,对氯化镁的脱盐率高达99.2%、98.6%,对应的水通量为61LMH、55LMH;在较优的实施例中,对硫酸镁的脱盐率达到96.1%、98.6%,对应的水通量为51LMH、59LMH;水的通量较高。在对比例1-5中,对比不同的水相溶液所添加物质,可以看出水溶性高聚物的添加能增加纳滤膜的水通量,在对比例2中,有水溶性高聚物和水溶性表面活性剂而没有水溶性二价盐,膜的分离效果和实施例1相比,效果差;在对比例4中,由于在膜的制备过程中没有保护层,膜在进行无机盐截留测试时,初始时荷正电纳滤膜性能没有影响,但是会随着实验的运行逐步体现出荷正电性的降低,和实施例1相比,经过取9个试样的平均值后,膜的脱盐率比实施例1要低,效果差。对比例5中,因为保护层的交联时间较长,和实施例3相比,对四种物质处理时水通量下降明显。
由此,可以看出,
1)二价水溶性盐和相应的起到络合作用的水溶性高聚物和表面活性剂同时存在,在荷正电膜的制备过程中都是非常重要的,二者缺一不可。没有起到络合作用的高聚物存在,水溶性二价盐也很容易随着处理的浓水流失,没有二价盐,制备的纳滤膜对无机盐的截留率变化不大,只是水通量略有提高,高聚物只是起到亲水性能;
2)保护层的作用是防止水相里络合的大分子物质在实验的运行过程中会随着测试液逐渐流失,能保持纳滤膜的性能不受运行时间影响;
3)保护层过度交联的话,会使膜的厚度增加,膜的水通量下降,进而降低膜的恢复能力,在后续膜的反洗时不利。
2、将聚砜底膜和利用实施例1、对比例1、对比例2、对比例3、对比例5的方法制备的膜进行电镜扫描,具体的扫描结果见图1-图6。
从扫描电镜的结果来看,
1)图1和图2相比,聚砜底膜的结构比较松散、空隙比较大,裂缝较为狭长不均;和未进行处理的聚砜底膜相比,经过进行分离层(高分子与二价盐的络合物层、聚哌嗪酰胺层)的涂覆制备以及封闭层(聚乙烯醇和戊二醛交联形成)的处理,制得的荷正电纳滤膜为一种均匀且致密的多孔隙立体网状结构。荷正电的络合物层分子被紧紧固定在膜层内部。
2)图2和图3、图4、图5相比,在水相溶液中,没有水溶性二价盐或是没有与水溶性二价盐相络合的水溶液高聚物存在,制得的纳滤膜对于聚砜底膜的覆盖或封闭程度有限。
3)图2和图6相比,封闭层的过度交联,在分离层表面形成一层致密细致的膜,膜的孔径更为细小,这将带来水通量的下降,与实验的结果相一致。
3、膜的稳定性测试
利用实施例1方法制备好的荷正电纳滤膜与采用对比例4的方法制备荷正电纳滤膜进行对比,对2000ppm的氯化镁进行截留,观察脱盐率随时间的变化;
测试压力为0.75MPa,浓水流量为1.0GPM,浓水pH值为6.5~7.5,环境温度均为25℃;具体的测试结果见表2,
表2荷正电纳滤膜的稳定性测试
从表2可以看出,利用实施例1制备的荷正电膜,初始时对氯化镁的截留率为99.1%、水通量61LMH,实验运行16h时,对氯化镁的截留率为98.5%,水通量为52LMH。说明此膜片在运行16h后纳滤膜还有荷正电性;
当采用对比例4的方法制备荷正电纳滤膜后进行氯化镁截留实验时,初始时截留率89.5%、水通量40LMH,随着运行时间的增加,2h后对氯化镁的截留率为84.7%,水通量为46LMH;运行4h后,氯化镁的截留率为78.2%,水通量为55LMH,随着运行时间的增加,纳滤膜对氯化镁的截留下降,水通量提高,说明纳滤膜的选择透过性能力变差,可能在水相中络合生成的大分子物质逐渐的从膜表面渗透到测试液中,使纳滤膜的荷正电性逐渐降低,因此水通量也随之提高,进一步的说明纳滤膜表面增加保护层,可以有效将荷正电络合物保留在功能分离层的内部。
从上述结果可以看出,利用本发明的方法制备的荷正电纳滤膜,其对二价盐的分离效果较好,该荷正电纳滤膜的稳定性较好,使用寿命较长,能够满足商业化生产和使用的需求。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种荷正电纳滤膜,其特征在于,所述荷正电纳滤膜包含支撑底膜和聚酰胺功能分离层,所述纳滤膜的聚酰胺功能分离层是由含多元胺的水相溶液和含多元酰氯的油相溶液在所述支撑底膜表面发生聚合反应制得;
所述水相溶液中溶有亲水性高聚物,亲水性表面活性剂,多元胺和水溶性二价阳离子;
所述油相溶液为多元酰氯溶解于有机溶剂所得到的溶液;
并且,在所述聚酰胺功能分离层表面还形成了保护层,所述保护层由聚乙烯醇和戊二醛交联反应产生;该保护层防止由所述水溶性二价阳离子与所述亲水性高聚物和亲水性表面活性剂形成带正电荷的络合物流失。
2.一种荷正电纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体包括如下步骤:
S1、制备溶液,将亲水性高聚物,亲水性表面活性剂,多元胺,水溶性二价盐加入水中,混合均匀制得水相溶液;将多元酰氯溶解于有机溶剂得到油相溶液;
S2、制备聚酰胺功能分离层,所述聚酰胺功能分离层由步骤S1制得的水相溶液和油相溶液在支撑底膜上通过界面聚合反应,经热处理制得;
S3、制备保护层,所述保护层由聚乙烯醇和戊二醛进行交联反应,在所述聚酰胺功能分离层表面形成一层致密膜层;
S4、将经过步骤S3处理的膜,放入去离子水中清洗净、干燥,最终得到荷正电纳滤膜。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤S2包括:先在支撑底膜上涂覆水相溶液,除去多余的水溶液后晾干;再将涂有水相溶液的膜放入油相溶液中或者再将油相溶液涂覆在支撑底膜上,除去多余的油相溶液后在90-130℃条件下处理进行界面聚合反应。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述亲水性高聚物为聚丙烯酰胺、海藻酸钠、聚乙烯吡络烷酮中的一种或几种,且亲水性高聚物的质量分数为0.1-5%。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述亲水性表面活性剂为樟脑磺酸钠、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠中的一种或几种,且亲水表面活性剂的质量分数为0.1-5%。
6.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述多元胺为哌嗪 , 哌嗪的质量分数为0.1-1 %。
7.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述水溶性二价盐为镁离子或钙离子的水溶性盐,其质量分数为0.1-1%。
8.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,油相溶液中的多元酰氯为均苯三甲酰氯,均苯三甲酰氯质量分数为0.1-1.0%。
9.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,在步骤S3中,所述聚乙烯醇的聚合度为1500-1900,醇解度>98%;戊二醛的溶液质量浓度为0.7-0.9%,交联时间7-15min。
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