专利名称：荷正电纳滤复合膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种荷正电纳滤复合膜及其制备方法。
背景技术：
纳滤膜是在反渗透膜基础上发展起来的一种新型分离膜，其分离性能和操作压力介于反渗透膜和超滤膜之间，因此也被称作疏松反渗透膜、低压反渗透膜或致密超滤膜等。 纳滤膜具有对二价盐或高价盐脱除效率高于90%、对分子量介于100 1000的有机小分子也有较高脱除率、操作压力低至0. 4MPa 1. OMPa等优点，在食品和药物等领域获得了广泛的应用。现有技术公开了多种纳滤膜的制备方法，如L-S相转化法、共混法、荷电化法和复合法等，其中，复合法是在多孔基膜上复合一层具有纳米孔径的功能层(又叫表面活性层)，制备得到纳滤复合膜，其中，基膜主要起支撑作用，功能层决定膜特点和分离性能。纳滤复合膜的复合方法主要有表面涂覆、界面聚合和就地聚合等。界面聚合是在多孔基膜表面的水相和有机相界面间聚合，形成聚合物功能层的聚合过程，目前一般采用多元胺和多元酰氯在多孔基膜表面进行缩聚反应制备纳滤复合膜，主要包括以下步骤首先将多孔基膜浸入多元胺的水溶液中，然后浸入多元酰氯的有机溶液中反应，最后经过后处理后得到纳滤复合膜。申请号为200710172172.7的中国专利文献公开了一种聚酯纳滤复合膜，其以聚砜超滤膜为多孔基膜，以三乙醇胺或三异丙醇胺为多元胺单体，以邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯或均苯三甲酰氯为多元酰氯单体经过界面聚合得到，该纳滤复合膜对二价阴离子如硫酸根等具有较高的脱盐率，可达80%，但是其对阳离子的脱除率不高。美国专利US5152901公开了一种采用均苯三酰氯和间苯二甲酰氯与哌嗪、多元脂肪胺和不饱和胺通过界面聚合得到的纳滤复合膜，该纳滤复合膜可截留钙离子、镁离子等阳离子，但是其脱除率不高。张所波等以联苯四酰氯和哌嗪为原料通过界面聚合制备得到纳滤复合膜， 该复合膜对硫酸根等二价阴离子具有较高的脱除率，但是对钙、镁等阳离子的脱除率仅为 40%。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种荷正电纳滤复合膜及其制备方法，本发明提供的荷正电纳滤复合膜对二价阳离子具有较高的截留率。本发明提供了具有式(I)结构的化合物
权利要求
1.具有式⑴结构的化合物
2.具有式(I)结构化合物的制备方法，包括以下步骤间苯二甲酸和多聚甲醛在硫酸中发生反应，得到3，3' ,5,5'-四羧基二苯甲烷； 向所述3，3' ,5,5'-四羧基二苯甲烷中加入SOCl2进行酰化反应，得到具有式(I)结构的化合物；
3. —种荷正电纳滤复合膜，包括 聚丙烯腈支撑层；复合于所述聚丙烯腈支撑层表面的功能层，所述功能层为具有式(I)结构的化合物与哌嗪的聚合物；
4.根据权利要求3所述的荷正电纳滤复合膜，其特征在于，所述功能层为具有式(I)结构的化合物、多元酰氯与哌嗪的聚合物，所述多元酰氯为均苯三酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或对苯二甲酰氯中的一种或多种。
5.一种荷正电纳滤复合膜的制备方法，包括以下步骤a)将聚丙烯腈支撑层浸入哌嗪水溶液中，得到表面覆盖有哌嗪水溶液的聚丙烯腈支撑层；b)向所述表面覆盖有哌嗪水溶液的聚丙烯腈支撑层加入具有式(I)结构化合物的有机溶液，进行聚合反应；
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述哌嗪水溶液的质量体积浓度为 0. lg/IOOmL 4g/100mL。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述具有式(I)结构化合物的有机溶液的质量体积浓度为0. 02g/100mL 0. 20g/100mL。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述具有式(I)结构化合物的有机溶液为具有式(I)结构化合物的甲苯溶液、异丙苯溶液或二甲苯溶液。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体为向所述表面覆盖有哌嗪水溶液的聚丙烯腈支撑层加入含有具有式(I)结构化合物和多元酰氯的有机溶液，进行聚合反应，所述多元酰氯为均苯三酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或对苯二甲酰氯中的一种或多种。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈支撑层的截留分子量为 20000 50000。
全文摘要
本发明提供了具有式(I)结构的化合物及其制备方法。本发明还提供了一种荷正电纳滤复合膜，包括聚丙烯腈支撑层；复合于所述聚丙烯腈支撑层表面的功能层，所述功能层为具有式(I)结构的化合物与哌嗪的聚合物。本发明还提供了一种荷正电纳滤复合膜的制备方法。本发明提供的荷正电纳滤复合膜表现为正电性，不仅具有较高的膜通量，而且对钙、镁等阳离子具有较高的截留率。另外，本发明提供的制备方法工艺简单、原料来源广泛，易于实现工业化生产。实验表明，本发明提供的方法制备得到的荷正电纳滤复合膜的水通量可达50L/m2h，对钙、镁等阳离子的截留率可达95％。
文档编号C07C51/60GK102219673SQ201110116320
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者张所波, 王海峰 申请人:中国科学院长春应用化学研究所