196g/m2h，分离因子为1807。
[0031]实施例3、制备海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜。
[0032]步骤一、同实施例1;
[0033]步骤二、基本同实施例1，只是将向三羟甲基氨基甲烷溶液中加入的聚乙烯亚胺量由0.1g改为0.4g ；
[0034]步骤三、同实施例1;
[0035]步骤四、同实施例1，最终得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，其中，聚乙烯亚胺与聚多巴胺的质量比为0.6。
[0036]用实施例3制备得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜进行乙醇/水分离性能测试。在76°C，原料液中乙醇/水质量比为9:1的条件下进行乙醇/水分离性能测试，渗透通量为1464g/m2h，分离因子为394。
[0037]实施例4、制备海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜。
[0038]步骤一、同实施例1;
[0039]步骤二、同实施例1;
[0040]步骤三、基本同实施例1，只是将固定有聚丙烯腈超滤膜，并倒入有溶液的容器放入25°C恒温摇床中的反应时间由4h改为2h ；
[0041]步骤四、同实施例1，最终得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，其中，聚乙烯亚胺与聚多巴胺的质量比为0.32。
[0042]用实施例4制备得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜进行乙醇/水分离性能测试。在76°C，原料液中乙醇/水质量比为9:1的条件下进行乙醇/水分离性能测试，渗透通量为1511g/m2h，分离因子为331。
[0043]实施例5、制备海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜。
[0044]步骤一、同实施例1;
[0045]步骤二、基本同实施例1，只是将向三羟甲基氨基甲烷溶液中加入的聚乙烯亚胺量由0.1g改为0.2g ；
[0046]步骤三、基本同实施例1，只是将固定有聚丙烯腈超滤膜，并倒入有溶液的容器放入25°C恒温摇床中的反应时间由4h改为8h ；
[0047]步骤四、同实施例1，最终得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，其中，聚乙烯亚胺与聚多巴胺的质量比为1.87。
[0048]用实施例5制备得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜进行乙醇/水分离性能测试。在76°C，原料液中乙醇/水质量比为9:1的条件下进行乙醇/水分离性能测试，渗透通量为1316g/m2h，分离因子为769。
[0049]实施例6、制备海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜。
[0050]步骤一、同实施例1;
[0051]步骤二、基本同实施例1，只是将向三羟甲基氨基甲烷溶液中加入的聚乙烯亚胺量由0.1g改为0.2g ；
[0052]步骤三、基本同实施例1，只是将固定有聚丙烯腈超滤膜，并倒入有溶液的容器放入25°C恒温摇床中的反应时间由4h改为16h ；
[0053]步骤四、同实施例1，最终得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，其中，聚乙烯亚胺与聚多巴胺的质量比为2.25。
[0054]用实施例6制备得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜进行乙醇/水分离性能测试。在76°C，原料液中乙醇/水质量比为9:1的条件下进行乙醇/水分离性能测试，渗透通量为1818g/m2h，分离因子为291。
[0055]从实施例1至6可以得出，本发明制备方法的步骤二中所添加的聚乙烯亚胺和多巴胺的质量比对最终产品中聚乙烯亚胺和聚多巴胺的质量比有重要影响，步骤三中恒温震荡的反应时间与产品中间层的厚度及产品中聚乙烯亚胺和聚多巴胺的质量比成正比关系。另外，本发明制备方法步骤四中确定的海藻酸钠溶液的浓度和静置脱泡的时间可以保证最终产品分离层的厚度，从而保证在应用中分离因子为291-1807。
[0056]对比例、制备海藻酸钠/聚多巴胺/聚丙烯腈三层复合膜。
[0057]将聚丙烯腈超滤膜浸泡在乙醇溶液中Ih以上进行预润湿。室温下，向10ml去离子水中加入0.605g三轻甲基氨基甲烧配制浓度为50mM的溶液，用IM的盐酸溶液调节pH为8.5 ;向溶液中加入0.2g多巴胺，室温300rpm下搅拌2min溶解。将聚丙稀腈超滤膜固定在自制的容器中以保证膜只有正面(不带无纺布的一面)接触溶液。将上述溶液倒入容器中，放入25°C恒温摇床中反应4h;将反应后的溶液倒出后用去离子水清洗膜表面，室温下干燥12h，得到聚多巴胺/聚丙烯腈两层膜。将0.5g海藻酸钠加入到10ml去离子水中30°C下300rpm搅拌24h，配制成浓度为0.5wt.%的海藻酸钠溶液；静置Ih脱泡；将海藻酸钠溶液倒入容器中，且使膜只有聚多巴胺一侧接触到海藻酸钠溶液；静置Imin后将海藻酸钠溶液从容器中倒出；膜室温下干燥24h，得到海藻酸钠/聚多巴胺/聚丙烯腈三层复合膜。
[0058]用对比例制备得到的海藻酸钠/聚多巴胺/聚丙烯腈三层复合膜，在76°C，原料液中乙醇/水质量比为9:1的条件下进行乙醇/水分离性能测试，渗透通量为1697g/m2h，分离因子为231。
[0059]综上，本发明制备海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜过程简便可控，原料易得，条件温和，制得的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈复合膜用于乙醇/水的分离，对水分子具有较高的选择性，较海藻酸钠/聚多巴胺/聚丙烯腈复合膜提高了 6.8倍。
[0060]尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，其特征在于:该三层复合膜是以聚丙烯腈超滤膜作为支撑层，聚多巴胺和聚乙烯亚胺作为中间层，海藻酸钠作为分离层；最终产品中聚乙烯亚胺和聚多巴胺的质量比为0.32?2.25 ;所述聚丙烯腈超滤膜的截留分子量为10万；所述中间层的厚度为30-80nm ;所述分离层的厚度约为lOOnm。
2.—种根据权利要求1所述海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、将聚丙烯腈超滤膜浸泡在无水乙醇溶液中Ih以上进行预润湿； 步骤二、室温下，配制50mM的三羟甲基氨基甲烷溶液，用IM的盐酸溶液调节所述三羟甲基氨基甲烷溶液的PH为8.5 ;向所述三羟甲基氨基甲烷溶液中依次加入聚乙烯亚胺和多巴胺，其中，多巴胺质量浓度为2mg/ml，聚乙烯亚胺和多巴胺的质量比为0.5?2;室温下以300rpm转速搅拌2min后获得溶液A ； 步骤三、将步骤一预润湿后的聚丙烯腈超滤膜固定在容器中，将步骤二获得的溶液A倒入容器中，将容器放入25°C恒温摇床中反应2?16h ;将反应后的溶液倒出后用去离子水清洗膜表面，室温下干燥12h，得到聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜； 步骤四、将海藻酸钠加入到去离子水中30°C下以300rpm转速搅拌24h，配制成浓度为0.5?1.0wt.%的海藻酸钠溶液；静置0.5?Ih脱泡；将海藻酸钠溶液倒入容器中，且使步骤三得到的聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜的聚多巴胺-聚乙烯亚胺表面接触到海藻酸钠溶液；静置Imin后将海藻酸钠溶液从容器中倒出；室温下干燥24h，得到海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜。
3.—种根据权利要求2所述海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜的制备方法制备得到的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜在乙醇/水分离中的应用，渗透通量为1196-1818g/m2h，分离因子为291-1807。
【专利摘要】本发明公开了一种海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，以聚丙烯腈超滤膜作为支撑层，聚多巴胺和聚乙烯亚胺作为中间层，海藻酸钠作为分离层。其制备过程包括：首先将聚丙烯腈超滤膜用乙醇进行预润湿后固定于容器中，然后配制含有多巴胺和聚乙烯亚胺的三羟甲基氨基甲烷溶液；将该溶液倒入容器中，多巴胺和聚乙烯亚胺在基膜表面进行反应后得到聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜；将海藻酸钠溶液涂覆于聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜得到该三层复合膜。其制备过程简便，原料易得，条件温和，制得的海藻酸钠/聚多巴胺-聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜用于乙醇/水的分离，具有较高的渗透通量和分离因子。
【IPC分类】B01D61-36, B01D67-00, B01D71-60, B01D69-12
【公开号】CN104785121
【申请号】CN201510143755
【发明人】姜忠义, 赵静, 潘福生, 何光伟
【申请人】天津大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月30日