专利名称：一种纳滤膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合膜的制备工艺，具体是指一种酰氯改性纳米Ti02粒子杂化PVA-聚哌嗪酰胺纳滤膜的制备方法。
背景技术：
纳滤膜是介于超滤与反渗透之间的新型膜分离技术。其技术特点是通过空间位阻和静电作用实现对溶解组分的选择性透过，且操作系统压力远远低于反渗透过程(操作压力通常为0.4-1MPa),纳滤膜对二价离子和分子量大于200的溶质的截留率大于90%，而对一价离子和低分子量溶质的截留率一般低于50%，因而可实现对物质的选择性分离。目前，对纳滤膜的改进方法主要有新单体研制、表面改性，添加有机小分子及添加无机粒子等方面。近年来，无机纳米材料的制备技术日趋成熟，它的使用也渐渐增加。将无机纳米材料与亲水性有机物共同用于界面聚合纳滤膜的通量提升研究也成为研究方向之一。界面聚合中使用无机颗粒，一般是讲无机纳米粒子加入有机相中。普通纳米二氧化钛粒子表面带有大量的羟基，加入有机相中，羟基的亲水性会影响纳米粒子在有机相中的分散效果，这将会影响到纳滤膜的性能。通过有机改性后，TiO2纳米粒子表面带有官能基团，同时在有机溶剂中的分散性能改善。二氧化钛纳米粒子加入界面聚合的有机相后，在界面聚合过程中可以与单体反应，从而在有机相和无机相间以共价键结合而得到一种纳米改性膜，同时有机改性的·纳米粒子表面的剩余羟基亲水基团也可以提高成膜后的膜性能。聚乙烯醇(PVA)结构属于严格的线型，化学性质稳定，分子链上的羧基使其具有高度亲水性。将PVA加入水相中参与界面聚合反应，能够提高分离膜的亲水性，继而提高纳滤膜的水通量。
发明内容
本发明针对目前有机纳滤膜通量较小的不足，在纳滤膜制备过程中加入亲水性聚乙烯醇(PVA)和一种有机酰氯化改性纳米二氧化钛粒子对纳滤膜进行了改性，提出了一种酰氯改性纳米Ti02粒子杂化PVA-聚哌嗪酰胺纳滤膜的制备方法。本发明通过以下技术方案得以实现:一种纳滤膜的制备方法，其特征包括以下步骤:(I)配置质量浓度为0.19Γ0.3%的均苯三甲酰氯(TMC)有机相溶液，其中溶剂为IsoparG，然后加入一定量的经TMC改性纳米TiO2粒子，超声分散I小时，配成质量浓度为0.0059Γ0.2%的均匀悬浮液；(2)将聚砜支撑膜放入质量浓度为0.19Γ0.5%的哌嗪(PIP)水溶液中浸泡3(Tl80秒，其中含有质量浓度为0.01°Γθ.2%的中分子量聚乙烯醇和质量浓度为0.01%的十二烷基磺酸钠(SDS);在本发明中,所述的中分子量聚乙烯醇的分子量为60000 70000 ;(3)经哌嗪溶液浸泡过的聚砜支撑膜用橡胶辊滚压，去除多余的溶液；
(4)待溶液干后，与刚超声分散完成的有机相溶液接触1(Γ120秒；(5)将上述过程制得的膜放入7(T90°C的真空烘箱保持1(Γ15分钟，干燥即可。作为优选，上述一种纳滤膜的制备方法中的苯甲酰氯化改性纳米二氧化钛带有两种基团:苯环和苯甲酰氯基团。有益效果:带有苯甲酰氯基团的纳米TiO2在界面聚合反应中与哌嗪反应形成酰胺键，形成稳定结构，不易脱落，同时可以提高纳滤膜的机械强度，同时在保持原有对二价盐高脱盐率的同时，纳米粒子的存在可以提高膜纯水通量。而且本制备方法简单，操作易行。
具体实施例方式下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此:实施例1配置质量浓度为0.2%的均苯三甲酰氯(TMC)有机相溶液，其中溶剂为IsoparG ；配置质量浓度为0.2%的哌嗪水溶液，然后加入质量浓度为0.05%的中分子量聚乙烯醇(PVA)，将聚砜支撑膜放入哌嗪水溶液中浸泡120秒，其中然后用橡胶辊滚压聚砜支撑膜，去除多余的溶液；待溶液干后，与有机相溶液接触20秒；将该膜放入80°C的真空烘箱保持12分钟，干燥制得杂化纳滤复合膜。用2000ppm的硫酸钠水溶液、氯化钠水溶液、PEG-200水溶液和PEG-400水溶液在IMPa压力下测试膜的初始性能，该膜对Na2SO4和NaCl的脱盐率分别为98.4%和53.2%,对PEG-200和PEG-400的脱除率率分别为91.0%和98.8%,通量% 65.47 L/h/m 2。实施例2配置质量浓度为0.2%的均苯三甲酰氯(TMC)有机相溶液，其中溶剂为1soparG，然后加入一定量的TMC改性纳米二氧化钛粒子，超声分散I小时，配成质量浓度为0.005%的均匀悬浮液；配置质量浓度为0.2%的哌嗪水溶液，然后加入质量浓度为0.05%的中分子量聚乙烯醇(PVA)，将聚砜支撑膜放入哌嗪水溶液中浸泡120秒，其中然后用橡胶辊滚压聚砜支撑膜，去除多余的溶液；待溶液干后，与刚超声分散完成的有机相溶液接触20秒；将该膜放入80°C的真空烘箱保持12分钟，干燥制得杂化纳滤复合膜并进行测试，膜片对Na2SO4和NaCl的脱盐率分别为98.5%和51.8%,对PEG-200和PEG-400的脱除率率分别为90.8%和98.6%，通量为 92.36L/h/m2。实施例3-4改变水相溶液中聚乙烯醇(PVA)的分子量，其他步骤与实施例1相同的操作方法，制备复合膜并测试，得到结果如下表:
权利要求
1.一种纳滤膜的制备方法，其特征包括以下步骤: (1)配置质量浓度为0.19Γ0.3%的均苯三甲酰氯有机相溶液，其中溶剂为IsoparG油；然后加入苯甲酰氯化纳米TiO2，超声分散I小时，配成含苯甲酰氯化纳米TiO2质量浓度为0.0059Γ0.2%的均匀悬浮液； (2)将聚砜支撑膜放入质量浓度为0.19Γ0.5%的哌嗪水溶液中浸泡3(Γ180秒，其中含有质量浓度为0.01°Γθ.2%的聚乙烯醇和质量浓度为0.01%的十二烷基磺酸钠；其中聚乙烯醇的分子量为60000 70000 ； (3)经哌嗪溶液浸泡过的聚砜支撑膜用橡胶辊滚压，去除多余的溶液； (4)待溶液干后，与刚超声分散完成的有机相溶液接触10 120秒； (5)将上述过程制得的膜放入8(noo°c的真空烘箱保持1(Γ15分钟，干燥即可。
2.根据权利要求1所述的一种纳滤膜的制备方法，其特征在于所述的苯甲酰氯化改性纳米二氧化钛带有两种基 团:苯环和苯甲酰氯基团。
全文摘要
本发明公开了一种纳滤复合膜的制备方法，具体是指一种酰氯改性纳米TiO2粒子杂化PVA-聚哌嗪酰胺纳滤膜的制备方法。本发明是通过带有苯甲酰氯基团的有机改性纳米TiO2粒子加入均苯三甲酰氯(TMC)有机溶液中分散成均一溶液，再与含有哌嗪(PIP)和聚乙烯醇(PVA)的水溶液接触发生界面聚合反应制得有机纳米改性复合纳滤膜。本发明的优点是利用本发明所制备的膜在1MPa的操作压力下水通量明显增加，同时对硫酸钠显示了很高的脱盐率，对氯化钠的截留率为50.4%，表现出对一价盐和二价盐的不同分离能力；通过酰氯化改性的纳米二氧化钛粒子可以很好的分散在有机相中，在界面聚合反应中有助于与水相形成均匀的膜结构。
文档编号B01D71/68GK103111196SQ201310067818
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者周勇, 宋杰, 翟丁, 高从堦 申请人:杭州水处理技术研究开发中心有限公司