一种邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆制备纳滤膜的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆制备纳滤膜的方法。
【背景技术】
[0002]纳滤膜分离工程已在各工业领域和科学研究中得到广泛应用。目前使用最多的纳滤膜是聚酰胺复合纳滤膜由界面聚合的方法制备。这类纳滤膜制备及使用过程存在一些缺点，例如设计到的化学反应时间短，难以控制；制备复杂，受外界环境影响大，导致膜性能不稳定；选择层和基膜易脱离等。因此进一步研究和开发制备简单、性能和结构稳定的纳滤膜，对于纳滤膜的发展应用及其重要。
[0003]纳滤分离对印染行业产生的废水中染料的回收或清除、医药行业中抗生素的浓缩纯化及工业废水中无机盐的清除将产生显著的环境效益和成本效益。对于蒸馏、蒸发、色谱分离、结晶、吸附、提取等过程，纳滤不管是作为一个选择或者是一个混合过程中的补充作用，都具有巨大的潜力。因为纳滤分离不涉及相变，不需要加热，避免了小分子受热分解等缺陷，在目标物质浓缩回收的同时，得到的水又可再利用。因此研制具有良好分离性能的耐溶剂纳滤膜，用其替代某些能耗巨大、污染严重的传统工艺工程，并且它还对降低成本、节能降耗、减轻环境污染、提高企业竞争力等方面有重要的意义。
【发明内容】
[0004]本发明是要解决现有制备纳滤膜工业复杂、性能和结构不稳定的问题，提供一种邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆制备纳滤膜的方法。
[0005]本发明一种邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆制备纳滤膜的方法，包括以下步骤:
[0006]—、称取聚合物和溶剂，配成质量分数为15%?22%的聚合物溶液；
[0007]二、向聚合物溶液中添加致孔剂，并且搅拌混合至完全溶解，得到混合溶液A，其中致孔剂占聚合物溶液质量的0.1%?3% ;
[0008]三、将混合溶液A利用浸没沉淀相转化方法进行膜的制备，制成的膜用去离子水洗涤，得到聚合物原膜；
[0009]四、配制pH值为8.5的缓冲溶液，然后向缓冲溶液中添加邻苯二酚，配成浓度为0.1?5mg ml 1的邻苯二酸溶液；
[0010]五、向邻苯二酚溶液中添加聚乙烯亚氨，得到混合溶液B;其中邻苯二酚和聚乙烯亚氨的质量比为(0.1?1): (1?3)；
[0011]六、将步骤三得到的聚合物原膜置于混合溶液B中静置0.5?24h，得到纳滤膜；其中所述的聚合物为聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚砜或聚醚砜。
[0012]本发明采用共涂覆方法过程好控制，得到的涂层比较均匀，所得纳滤膜性能稳定，此外本发明仿生物涂覆，得到的涂覆与基底间结合力强，因此纳滤膜结构稳定。邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆使基膜表面的孔径逐渐变小，达到纳滤膜孔径范围；同时，涂覆层中没有参与聚合反应的大量的胺基使得膜表面zeta电位增高，赋予纳滤膜选择层正电性，有利于带电离子的截留。该方法得到的纳滤膜不仅对染料等小分子，而且对无机盐均表现出良好的截留性能，有重大的应用前景。
【附图说明】
[0013]图1为实施例1中聚丙烯腈原膜、邻苯二酚/PE1-600共涂覆聚丙烯腈纳滤膜的红外光谱；其中a为邻苯二酚/PE1-600共涂覆聚丙烯腈纳滤膜，b为聚丙烯腈原膜；
[0014]图2为实施例1?3的纳滤膜接触角随聚乙烯亚氨分子量变化图；
[0015]图3为实施例1?3的纳滤膜性能随聚乙烯亚氨分子量变化图，a为纯水通量，b为1%(:12截留率，c为0G截留率，d为CV截留率，e为BTB截留率。
【具体实施方式】
[0016]【具体实施方式】一:本实施方式一种邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆制备纳滤膜的方法，包括以下步骤:
[0017]—、称取聚合物和溶剂，配成质量分数为15%?22%的聚合物溶液；
[0018]二、向聚合物溶液中添加致孔剂，并且搅拌混合至完全溶解，得到混合溶液A，其中致孔剂占聚合物溶液质量的0.1%?3% ;
[0019]三、将混合溶液A利用浸没沉淀相转化方法进行膜的制备，制成的膜用去离子水洗涤，得到聚合物原膜；
[0020]四、配制pH值为8.5的缓冲溶液，然后向缓冲溶液中添加邻苯二酚，配成浓度为0.1?5mg ml 1的邻苯二酸溶液；
[0021]五、向邻苯二酚溶液中添加聚乙烯亚氨，得到混合溶液B;其中邻苯二酚和聚乙烯亚氨的质量比为(0.1?1): (1?3)；
[0022]六、将步骤三得到的聚合物原膜置于混合溶液B中静置0.5?24h，得到纳滤膜；其中所述的聚合物为聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚砜或聚醚砜。
[0023]本实施方式采用共涂覆方法过程好控制，得到的涂层比较均匀，所得纳滤膜性能稳定，此外本发明仿生物涂覆，得到的涂覆与基底间结合力强，因此纳滤膜结构稳定。邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆使基膜表面的孔径逐渐变小，达到纳滤膜孔径范围；同时，涂覆层中没有参与聚合反应的大量的胺基使得膜表面zeta电位增高，赋予纳滤膜选择层正电性，有利于带电离子的截留。该方法得到的纳滤膜不仅对染料等小分子，而且对无机盐均表现出良好的截留性能，有重大的应用前景。
[0024]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一所述溶剂为N-吡咯烷酮、二甲基亚砜、N，N_ 二甲基甲酰胺或N，N_ 二甲基乙酰胺。其它与【具体实施方式】一相同。
[0025]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤二所述的致孔剂为聚吡咯烷酮、聚乙二醇400或聚乙二醇800。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0026]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤三中将制成的膜用去离子水洗涤3?6次。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0027]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤四中所述的pH值为8.5的缓冲溶液为三(羟甲基)氨基甲烷-盐酸缓冲溶液。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0028]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤五所述的聚乙烯亚氨的分子量为600、1800、10000或20000。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0029]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:步骤一中配成质量分数为20%的聚合物溶液。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0030]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:步骤四中配成浓度为3mg ml 1的邻苯二酸溶液。其它与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0031]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:步骤五中邻苯二酚和聚乙烯亚氨的质量比为1:1。其它与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0032]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是:步骤六中将步骤三得到的聚合物原膜置于混合溶液B中静置6h。其它与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0033]通过以下实施例验证本发明的有益效果:
[0034]实施例一:本实施例一种邻苯二酚和聚乙烯亚氨共涂覆制备纳滤膜的方法，包括以下步骤:
[0035]—、称取聚丙烯腈和N-吡咯烷酮(NMP)，配成质量分数为20%的聚丙烯腈溶液；
[0036]二、向聚丙烯腈溶液中添加聚乙二醇800 (PEG-800)，并且搅拌混合至完全溶解，得到混合溶液A，其中PEG-800占聚丙烯腈溶液质量的1% ；
[0037]三、将混合溶液A利用浸没沉淀相转化方法进行膜的制备，将制成的膜用去离子水洗涤5次，得到聚丙烯腈原膜；
[0038]四、配制pH值为8.5的三(羟甲基)氨基甲烷-盐酸缓冲溶液，然后向三(羟甲基)氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中添加邻苯二酚，配成浓度为3mg ml 1的邻苯二酚溶液；
[0039]五、向邻苯二酚溶液中添加分子量为600的聚乙烯亚氨，得到混合溶液B ;其中邻苯二酚和聚乙烯亚氨的质量比为1:1;
[0040]六、将步骤三得到的聚丙烯腈原膜置于混合溶液B中静置6h，得到邻苯二酚和PE1-600共涂覆改性聚丙烯腈纳滤膜。
[0041]对本实施例步骤三得到的聚丙烯腈原膜和邻苯二酚和PE1-600共涂覆改性聚丙烯腈纳滤膜进行红外图测试。
[0042]结果如图1所示，由图1红外谱图测试结果可知:与聚丙烯腈原膜相比，邻苯二酚和PE1-600共涂覆改性聚丙烯腈纳滤膜在3400?3500cm 1处的吸收强度增强，这是由于涂覆层中引入了 -0H和-NH官能团；同时1655c