一种新型荷正电纳滤膜的制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及一种复合纳滤膜的制备工艺，具体是指交联阳离子瓜尔胶材料荷正电 纳滤膜的制备方法。
【背景技术】：
[0002] 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，纳滤膜用于除去分子量在约200-1000道尔顿范 围内的多价离子和小的有机分子，具有操作压力低、渗透通量大等优点，目前纳滤膜的制备 方法主要有涂覆法、相转化法和界面聚合法等。
[0003] 纳滤膜分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。纳滤膜表面分离层可W由聚 电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜的表面带有负电荷，它们通过静电相互 作用，阻碍多价离子的渗透，运是纳滤膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。
[0004] 瓜尔胶是一种豆科植物，为天然的半乳甘露聚糖，直链上没有非极性基团，大部分 伯径基和仲径基都处在外侧，而且半乳糖支链并没有遮住活性的醇径基。针对瓜尔胶在水 溶液中溶解慢，水不溶物含量高等缺点，在分子链上引入阳离子基团，从而获得一定的正电 性，经改性后，其水溶性、粘度与其所带阳离子密度大小有密切关系。使用阳离子改性瓜尔 胶作为分离层，需要对瓜尔胶进行交联，而选用棚酸作为交联剂，可W有效的防治膜材料的 溶胀等缺点。
[0005] 采用在阳离子改性瓜尔胶作为新型纳滤膜材料，制备成表面带有大量荷正电的交 联纳滤膜，并对膜材料进行交联，可W制备出具有较高截留率和渗透通量，同时具有耐污染 性能优良的纳滤膜。
【发明内容】
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[0006] 本发明针对纳滤膜通量较小、表面易污染的不足，选用阳离子改性瓜尔胶作为纳 滤膜材料，同时对材料进行交联控制，提出了一种荷正电纳滤膜的制备方法。本发明通过W 下技术方案得W实现：
[0007] -种新型荷正电纳滤膜的制备方法，其特征包括W下步骤：
[000引（1)配置质量浓度为0.3%~0.5%的阳离子瓜尔胶水溶液为A溶液，配置质量浓度 为0.5%-0.7%的聚乙締醇水溶液为B溶液，将A、B两种溶液按照比例混合均匀，并水浴升溫 至35~45°C形成C溶液，配置质量浓度为0.2%棚酸水溶液，水浴升溫至40°C ;在本发明中， 发明人选择了特定含量的棚酸水溶液作为交联剂，起到了特别好的效果，相对于其它含量 的棚酸水溶液，虽然也有一定的效果，但0.2%的含量是发明人经过对比后选择的最佳效 果，由于与其它的溫度控制等条件的结合形成了非常多的实验例，为此，发明人从运些实验 例中找出本发明中的特定的参数，花费了相当长的时间。
[0009] (2)将棚酸水溶液倾倒在聚讽支撑膜表面，流延覆盖20~30s后倾倒入废液桶中， 放入45°C烘箱烘30~45s后取出，取混合C溶液涂覆在已棚酸水溶液处理过后的支撑膜表面 40~50s，然后倾倒入废液桶中，放入45°C烘箱烘1~2min，取出后膜表面形成透明凝胶状膜 层；
[0010] (3)将已形成凝胶状膜层的支撑膜表面再次涂覆棚酸水溶液20~30s，然后倾倒入 废液桶中，再涂覆A溶液，并保持1~2min;再将废液倾入废液桶中，放入65°C烘箱烘干成膜， 在本发明中，发明人为了实现目的，特意进行了再次的涂覆，况且对于涂覆的时间控制非常 关键，所W选取一个较短的时间是很重要的。
[0011] 作为优选，上述一种新型荷正电纳滤膜的制备方法中A溶液与B溶液的混合比例为 2:1的质量比例。
[0012] 有益效果：带有荷正电基团的阳离子瓜尔胶制备成纳滤膜分离层，采用棚酸进行 交联，形成稳定网状结构，不易脱落，降低了溶胀效果，同时在保持原有对无机盐选择性分 离效果的同时，提高了膜的纯水通量。而且本制备方法简单，操作易行，所用材料价格低廉， 绿色环保。
【具体实施方式】
[0013] 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：
[0014] 实施例1
[0015] 配置质量浓度为0.5%的阳离子瓜尔胶水溶液，配置质量浓度为0.5%的聚乙締醇 水溶液，将两种溶液按照2:1比例混合均匀并水浴升溫至45°C，配置质量浓度为0.2%棚酸 水溶液，水浴升溫至40°C，将棚酸水溶液倾倒在聚讽支撑膜表面，流延覆盖，30s后倾倒入废 液桶中，放入45°C烘箱烘30s后取出，取混合溶液涂覆在已棚酸水溶液处理过后的支撑膜表 面，40s后倾倒如废液桶中，放入45°C烘箱烘2min，取出后膜表面形成透明凝胶状膜层，将已 形成凝胶状膜层的支撑膜表面再次涂覆棚酸水溶液，30s后倾倒入废液桶中，再涂覆阳离子 瓜尔胶水溶液并保持2min中倾入废液桶中，放入65°C烘箱烘干成膜;在IMPa的操作压力测 试膜片的水通量和截留率，水通量为55.3L/m2.h，MgCl2截留率为91.7%，对胞25〇4的截留率 为71.1 %，对氯化钢的截留率为61.4%，对PEG600的截留率达到94.2%。
[0016] 实施例2
[0017] 配置质量浓度为1 %的聚乙締醇水溶液，并水浴升溫至45°C，配置质量浓度为 0.2%棚酸水溶液，水浴升溫至40°C，将棚酸水溶液倾倒在聚讽支撑膜表面，流延覆盖，30s 后倾倒入废液桶中，放入45°C烘箱烘30s后取出，取聚乙締醇水溶液覆在已棚酸水溶液处理 过后的支撑膜表面，40s后倾倒如废液桶中，放入45°C烘箱烘2min，取出后膜表面形成透明 凝胶状膜层，将已形成凝胶状膜层的支撑膜表面再次涂覆棚酸水溶液，30s后倾倒入废液桶 中，再涂覆聚乙締醇水溶液并保持2min中倾入废液桶中，放入65 °C烘箱烘干成膜;在1M化的 操作压力测试膜片的水通量和截留率，水通量为20.6171112.}1，1邑(：12截留率为81.2%，对 Na2S〇4的截留率为65.5%，对氯化钢的截留率为51.1%，对?66600的截留率达到71.2%。
[001引实施例3-4
[0019]改变阳离子瓜尔胶水溶液的质量分数，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：
[0020]
[0021] 实施例5-6
[0022] 改变聚乙締醇水溶液的质量分数，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：
[0023]
[0024] 实施例7-8
[0025] 改变混合溶液的溫度，其他步骤与实施例2相同的操作方法，制备复合膜并测试， 得到结果如下表：
[0026]
【主权项】
1. 一种新型荷正电纳滤膜的制备方法，其特征包括以下步骤： (1) 配置质量浓度为0.3 %~0.5 %的阳离子瓜尔胶水溶液为A溶液，配置质量浓度为 0.5%-0.7%的聚乙烯醇水溶液为B溶液，将A、B两种溶液按照比例混合均匀，并水浴升温至 35~45°C形成C溶液，配置质量浓度为0.2%硼酸水溶液，水浴升温至40°C ; (2) 将硼酸水溶液倾倒在聚砜支撑膜表面，流延覆盖20~30s后倾倒入废液桶中，放入 45°C烘箱烘30~45s后取出，取混合C溶液涂覆在已硼酸水溶液处理过后的支撑膜表面40~ 50s，然后倾倒入废液桶中，放入45°C烘箱烘1~2min，取出后膜表面形成透明凝胶状膜层； (3) 将已形成凝胶状膜层的支撑膜表面再次涂覆硼酸水溶液20~30s，然后倾倒入废液 桶中，再涂覆A溶液，并保持1~2min;再将废液倾入废液桶中，放入65 °C烘箱烘干成膜。2. 根据权利要求1所述的一种新型荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，A溶液与B溶 液的混合比例为2:1的质量比例。
【专利摘要】本发明公开了一种新型荷正电纳滤膜的制备方法，具体是指一种交联阳离子瓜尔胶材料荷正电纳滤膜膜的制备方法。本发明是先配制阳离子的改性瓜尔胶溶解、聚乙烯醇水溶液，硼酸水溶液等，将硼酸水溶液对聚砜支撑膜进行处理，再用另一混合溶液进行处理，最后再用硼酸水溶液进行处理。本发明的优点是瓜尔胶属于天然大分子物质，价格低廉，来源广泛，可生物降解，绿色环保，而阳离子改性的瓜尔胶带有荷正电，经硼酸交联后可以形成不溶凝胶，同时可以提高膜表面的抗污染性能，具有较高的有机物截留效果，同时膜片的渗透通量得到了提高。
【IPC分类】B01D71/82, B01D69/02, B01D71/74, B01D67/00
【公开号】CN105561799
【申请号】CN201510961879
【发明人】王乐译, 周勇, 王新艳, 张倩茹
【申请人】山东招金膜天股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月19日