一种纳滤膜及其制备方法_2

文档序号:9676665阅读:来源:国知局
41] 然后在氮气保护下,将含有上述含甲基的聚離讽、N-漠代玻巧醜亚胺(NB巧、过氧 化苯甲醜度PO)和四氯化碳的混合物在65-7(TC下反应2-6小时,反应结束后将混合溶液 倒入己醇的水溶液中,得到澄黄色固体,然后用粉碎机粉碎后过滤,将固体产物用丙丽煮洗 1-2小时,趁热过滤,重复5-8次;再用去离子水煮洗1-2小时,趁热过滤,重复3-5次,最后 放入烘箱中干燥,得到漠代聚離讽PES-Br。
[0042] 而当Y为漠时,式(4)所示的因代聚離讽(W下将当Y为漠时的式(4)所示的因 代聚離讽简称为PAES-Br)可W按照CN101701067A中公开的方法制备得到,在此不作赏述。
[0043] 所述铸膜液中溶剂的种类可W为现有的各种能够将式(3)和/或式(4)所示的因 代聚離讽溶解的惰性液态物质,例如,可W选自二氯甲焼、H氯甲焼、四氯化碳等中的一种 或多种。此外,所述铸膜液中因代聚離讽的含量通常可W为0. 5-5重量%。
[0044] 本发明对将所述复合膜中的因代聚離讽进行季倭化反应和交联反应的方法没有 特别地限定,只要能够使得所述因代聚離讽至少部分转化为含季倭基团的聚離讽并使得至 少部分含季倭基团的聚離讽发生交联反应即可,例如,可W将所述复合膜在含有H甲胺和 交联剂的混合水溶液中浸泡2-48小时,优选浸泡20-30小时。所述含有H甲胺和交联剂的 混合水溶液的温度通常可W为20-4(TC。
[0045] 在含有H甲胺和交联剂的混合水溶液中,所述H甲胺和交联剂的用量的摩尔比可 W为0. 01-10 ;1,优选为0. 1-10 ;1,更优选为1-7 ;1。所述含有H甲胺和交联剂的混合水溶 液的总浓度通常可W为20-60重量%。此外,所述含有H甲胺和交联剂的混合水溶液的用 量只要能够将所述复合膜的表面浸润即可,对此没有特别地限定。
[0046] 此外,所述交联剂的种类可W为现有的常规选择,例如,可W选自己二胺、1,3-丙 二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、庚二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、4, 4'-二氨基联苯 等中的至少一种。从原料易得性的角度考虑,所述交联剂特别优选为己二胺。
[0047] 根据本发明提供的纳滤膜的制备方法,优选地,该方法还包括在季倭化反应和交 联反应之后,将得到的纳滤膜水洗至中性,送样能够避免附着在纳滤膜表面的H甲胺、交联 剂等物质对所述纳滤膜性质造成干扰。
[0048] 根据提供的纳滤膜的制备方法,形成所述支撑层的材料可W为本领域的常规选 择,例如,可W选自不含季倭基团的聚離讽、聚讽和聚丙帰腊中的一种或多种。
[0049] 通常来说,所述支撑层的厚度可W为50-200微米,优选为100-180微米;所述分离 层的厚度可W为0. 1-0. 5微米,优选为0. 3-0. 45微米。因此,相应地,所述铸膜液的用量、 所述支撑层在铸膜液中浸溃的条件W及含有H甲胺和交联剂的混合水溶液的用量只要能 够使得到的支撑层和分离层的厚度在上述范围内即可。
[0050] 此外,本发明还提供了由上述方法制备得到的纳滤膜。
[0051] W下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0052] W下制备例、实施例和对比例中:
[0053] (1)漠代聚離讽阳S-化和漠代聚離讽PAES-化的核磁谱图采用瑞±化址er公司 AVANCEDRX400MHz核磁共振波谱仪测定,溶剂为気代氯仿;数均分子量采用Waters公司 的410型凝胶渗透色谱进行测定,其中,WTHF为流动相,窄分布聚苯己帰为标样,测试温度 为 25°C。
[0054] (2)漠代聚離讽PES-化的漠化度通过核磁积分计算得出,具体计算公式如下:
[0056] 其中,EH。代表-CHzBr中氨原子的峰面积之和,EHb代表-邸3中氨原子的峰面积 之和,n代表漠化度。
[0057] (3)漠代聚離讽PAES-Br的核磁表征W及漠化度计算参见CN101701067A。
[0058] W下实施例和对比例中:
[005引 (1)纳滤膜的水通量通过W下方法测试得到;将纳滤膜装入膜池中,在1.OMPa下 预压0.化后,在压力为1.SMPa下、温度为25C条件下测得比内所述纳滤膜的水透过量,并 通过W下公式计算水通量:
[0060] J=Q/(A,t),其中,J为水通量,Q为水透过量化),A为纳滤膜的有效膜面积(m2), t为时间化);
[006。 似纳滤膜的脱盐率通过W下方法测试得到;将纳滤膜装入膜池中,在1.OMPa下 预压0.化后,在压力为1.SMPa下、温度为25°C条件下测得Ih内初始浓度为2000ppm的氯 化钢原水溶液W及透过液中氯化钢的浓度变化,并通过W下公式计算脱盐率:
[006引R= (Cp-CfVCpX100%,其中,R为脱盐率,Cp为原液中氯化钢的浓度,Cf为透过液 中氯化钢的浓度。
[0063] 制备例I
[0064] 该制备例用于说明本发明提供的式(3)所示的漠代聚離讽PES-Br及其制备方法。
[0065] 在装有机械揽拌、导气管、分水器和冷凝管的500血H口瓶中加入0.04mol的 2-甲基对苯二酪、0. 04mol的4, 4 '-二氯二苯讽W及0. 05mol的无水碳酸钟。在氮气保护 下,向反应瓶中加入40mL环了讽和20mL甲苯。然后升温至14(TC反应3小时,之后通过分 水器放出反应生成的水W及带水剂甲苯,再升温至21(TC反应6小时,反应结束后将反应液 倒入去离子水中得到条状聚合物,经过粉碎后,用丙丽和去离子水反复煮洗,最后放入烘箱 中于6(TC下干燥24小时,得到含甲基的聚離讽,产率为95%。
[0066] 然后在装有揽拌器、导气管、分水器和冷凝管的SOOmLH口瓶中加入0. 02mol上述 含甲基的聚離讽、0.Olmol的N-漠代玻巧醜亚胺(NB巧、0. 05g过氧化苯甲醜度PO)和IOOmL 四氯化碳。在氮气保护下,升温至65C反应6小时,反应结束后将混合溶液倒入体积浓度为 50%的己醇的水溶液中,得到澄黄色固体;然后用粉碎机粉碎后过滤,接着将固体粉末用丙 丽煮洗2小时,趁热过滤,重复8次;再用去离子水煮洗2小时,趁热过滤,重复5次;最后放 入烘箱中于8(TC干燥24小时,得到漠代聚離讽阳S-Br,产率为95%。图1为阳S-化的核 磁谱图伯NMR),从图中可W看出,化学位移为4.42ppm处的信号峰代表-邸2化基团上的 氨原子,化学位移为1. 09ppm处的质子峰代表-邸3上的氨原子,其他苯环上的氨原子的化 学位移在6-8ppm之间,由此可W证明,该产物具有式(3)所示的结构,并且通过核磁谱图面 积积分计算得到漠化度为0. 35,m和n之和约为213。通过凝胶渗透色谱仪测得该漠代聚 離讽PES-化的数均分子量为78000。
[0067] 制备例2
[006引该制备例用于说明本发明提供的式(3)所示的漠代聚離讽PES-化及其制备方法。
[0069] 按照制备例1的方法制备式(3)所示的漠代聚離讽PES-Br,不同的是,N-漠代玻 巧醜亚胺的用量为0.OlSmol,得到漠代聚離讽阳S-Br,产率为92%。通过核磁分析可W证 明该漠代聚離讽PES-化具有式(3)所示的结构,并且通过核磁谱图面积积分计算得到其漠 化度为0. 52,m和n之和约为206。通过凝胶渗透色谱仪测得该漠代聚離讽PES-Br的数均 分子量为78000。
[0070] 制备例3
[0071] 该制备例用于说明本发明提供的式(3)所示的漠代聚離讽PES-Br及其制备方法。 [007引按照制备例1的方法制备式(3)所示的漠代聚離讽PES-Br,不同的是,N-漠代玻 巧醜亚胺的用量为0.02mol,得到漠代聚離讽阳S-Br,产率为97%。通过核磁分析可W证明 该漠代聚離讽PES-化具有式(3)所示的结构,并且通过核磁谱图面积积分计算得到其漠化 度为0. 78,m和n之和约为195。通过凝胶渗透色谱仪测得该漠代聚離讽PES-Br的数均分 子量为78000。
[0073] 实施例1
[0074] 该实施例用于说明本发明提供的纳滤膜及其制备方法。
[007引将1.Og由制备例1得到的漠代聚離讽阳S-Br溶于100血二氯甲焼中,得到铸膜 液。然后将聚丙帰腊超滤底膜(厚度为140微米)固定在模具中,并将铸膜液倒入模具中, 待铸膜液浸没整个聚丙帰腊超滤底膜的上表面后,迅速排放铸膜液。然后将表面附着有铸 膜液的聚丙帰腊超滤底膜放入4(TC的烘箱中热处理Imin,得到复合膜。接着将所述复合膜 在含有30重量%的H甲胺和5重量%的己二胺的混合水溶液中浸泡24小时,再用去离子 水多次冲洗至膜表面呈中性,得到包括支撑层和位于所述支撑层表面上的分离层的纳滤膜 Ml,其中,支撑层的厚度为140微米,分离层的厚度为0. 4微米。
[0076] 将该纳滤膜Ml在水中浸泡24小时后,在1.OMPa下预压0. 5小时,然后在压力为 1. 5MPa、温度为25°C条件下测定水通量和脱盐率,结果如表1所示。
[0077] 对比例1
[007引该对比例用于说明参比的纳滤膜及其制备方法。
[0079
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