專利名稱：一種聚酰胺復(fù)合納濾膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子分離膜，具體是指一種聚酰胺復(fù)合納濾膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
納濾膜是孔徑介于反滲透膜和超濾膜之間的一種新型分離膜，由于其具有納米級的膜孔徑、膜上多帶電荷，允許低分子鹽通過而截留較高分子量的有機(jī)物和多價(jià)離子，具有獨(dú)特的分離性能、更高的分離精度。與其它分離膜相比，納濾膜具有膜通量更大、過程滲透壓低、選擇分離離子、操作壓力低、系統(tǒng)的動力要求低等特點(diǎn)。目前，納濾膜技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于水軟化和苦咸水淡化、飲用水凈化、物料分離純化和濃縮、廢水處理和中水回用、清潔生產(chǎn)等領(lǐng)域，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但目前納濾膜的發(fā)展還不是非常成熟，主要體現(xiàn)在納濾膜的制造成本相對較高、納濾膜性能無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。因而，開發(fā)高性能的新型納濾膜對納濾膜技術(shù)的推廣應(yīng)用十分關(guān)鍵和必要。復(fù)合納濾膜是將一層超薄功能層沉積到孔徑適當(dāng)?shù)奈⒖字文け砻?，沉積方式主要有表面涂覆，界面縮聚和就地聚合等。復(fù)合膜比不對稱膜有許多優(yōu)點(diǎn)它可以使每層通過優(yōu)化達(dá)到最佳性能。超薄功能層可以優(yōu)化到理想的選擇透過性，支撐膜可以達(dá)到最佳的強(qiáng)度和耐壓密性。另外，復(fù)合膜可以使難以形成不對稱膜的材料形成超薄膜，如由于溶劑限制及交聯(lián)型聚合物都可以通過就地聚合或界面縮聚而成復(fù)合膜。對復(fù)合納濾膜超薄活性分離層材料要求親水性好，且其機(jī)械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及水解穩(wěn)定性均很好。目前，商業(yè)化的復(fù)合納濾膜都是在聚砜多孔支撐膜上，通過多元胺和多元酰氯之間的界面縮聚制備而成的。Fibiger等在1987年的US Patent 4，769，148中，采用界面聚合工藝制備復(fù)合納濾膜。水相為含哌嗪功能單體和濕潤劑的水溶液，有機(jī)相含交聯(lián)劑均苯三甲酰氯。其制備方法是將聚砜多孔支撐膜浸入到含哌嗪的水相溶液中一定時(shí)間，取出擠干后，覆蓋上含均苯三甲酰氯的有機(jī)溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后熱處理，并經(jīng)漂洗和后處理，得到超薄功能層為聚哌嗪酰胺的復(fù)合納濾膜。其活性分離層的化學(xué)結(jié)構(gòu)式可表述為
權(quán)利要求
1. 一種聚酰胺復(fù)合納濾膜，其特征在于，多孔支撐膜上通過脂肪族大分子多元胺的水溶液與芳香族多元酰氯溶液之間的界面縮聚，復(fù)合有一層聚酰胺功能層，功能層的化學(xué)結(jié)構(gòu)式表述為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜，其特征在于，所述的脂肪族大分子多元胺為聚乙烯胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜，其特征在于，所述的聚乙烯胺的氨解度a 在0. 1-0. 9之間；所述的聚乙烯胺的分子量在1000-500000之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜，其特征在于，所述的聚乙烯胺的分子量在5000-100000之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜，其特征在于，所述的芳香族多元酰氯是均苯三甲酰氯，或5-異氰酸酯-異酞酰氯，或5-氧甲酰氯-異酞酰氯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜，其特征在于，所述的水溶液中脂肪族大分子多元胺的重量比例為1.0-3. 0wt%，芳香族多元酰氯溶液中多元酰氯的重量比例為.0. 05-0. 20wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜，其特征在于，所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜為平板膜，或中空纖維膜，或管式膜。
8.一種聚酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，將多孔支撐膜直接浸入到脂肪族大分子多元胺水溶液中，用橡皮輥滾壓支撐膜表面，取出排干水溶液并用氮?dú)獯蹈珊?，與芳香族多元酰氯溶液進(jìn)行單面界面聚合反應(yīng)，其特征在于生成聚酰胺活性分離層的界面聚合反應(yīng)僅在聚砜多孔支撐膜的表面進(jìn)行，復(fù)合膜在空氣中陰干2-5分鐘，再經(jīng)熱處理，漂洗得到復(fù)合納濾膜；所述的浸入到脂肪族大分子多元胺水溶液中的時(shí)間為1-10分鐘；所述的單面界面聚合反應(yīng)時(shí)間為0. 5-5分鐘；所述的熱處理是在50-80°C下處理5-10分鐘；所述的漂洗是在40-50°C的水中漂洗20-40分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的界面縮聚用多元胺水溶液中含0. 5-4. 的酸接收劑；所述的酸接收劑為三乙胺，或氫氧化鈉， 或碳酸鈉，或磷酸三鈉。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，其特征在于，所述的多元酰氯溶液所用的有機(jī)溶劑是Isopa/，或三氟三氯乙烷，或正己烷，或庚烷，或十二烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高分子分離膜，具體是指一種聚酰胺復(fù)合納濾膜及其制備方法。本發(fā)明是在多孔支撐膜上，通過脂肪族大分子多元胺與多元酰氯之間的界面縮聚，復(fù)合有一層聚酰胺超薄功能層。本發(fā)明的制備方法是將多孔支撐膜直接浸入到脂肪族大分子多元胺水溶液中，用橡皮輥滾壓支撐膜表面，取出排干水溶液并用氮?dú)獯蹈珊螅c多元酰氯溶液進(jìn)行單面界面聚合反應(yīng)，且界面聚合反應(yīng)僅在多孔支撐膜的表面進(jìn)行，復(fù)合膜在空氣中陰干，再經(jīng)熱處理和漂洗得到復(fù)合納濾膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供一種原料易得，價(jià)格低廉，選擇分離性能優(yōu)越的新型聚酰胺復(fù)合納濾膜及其制備方法。本發(fā)明的新型聚酰胺復(fù)合納濾膜具有廣闊的用途，而且制造方法簡單。
文檔編號B01D69/10GK102151499SQ201110048909
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者俞三傳, 劉梅紅 申請人:浙江理工大學(xué)