一种高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及膜处理技术，具体设及一种高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 纳滤是介于超滤和反渗透之间的新型膜分离技术，其操作压力范围在0.2-1.OMPa,截留分子量在200-2000范围内。与超滤膜和反渗透膜相比较，纳滤膜由于具备在较 低的操作压力下具有高的水通量和高的截留率的优点，特别是对二价离子和低分子量的有 机小分子具有高的截留率(大于98%)，因此被广泛的应用于水处理，医药、食品和生物等行 业。纳滤膜的制备工艺主要包括相转化法、稀溶液涂层法、界面聚合法、热诱导相转化法和 化学改性法等(其中界面聚合法是最常用），如目前商业上通用的聚赃嗦酷胺纳滤膜是通过 均苯=酷氯或其混合物和赃嗦或其混合物通过界面缩聚制备。尽管纳滤膜技术已经取得了 巨大的进步，但是现有的商业化纳滤膜仍然存在品种单一(无法通过同一配方得到)和性能 偏低的不足，而且高通量和高脱盐选择的不能兼顾，普遍性能为较低运行压力下膜的通量 较低，在通量合适条件下分子截留较低，因此在工业上运行时成本上较高，无法满足实际应 用中的长期稳定性需求等不足。
[0003] 针对品种单一的不足，许多研究者往往是简单地通过改变配方体系来实现。如:不 少研究者通过水相加入多种反应性多元胺单体或者油相添加多种多元酷氯来实现对整体 聚酷胺结构(最主要的是胺类或者酷氯单体活性)的控制，但是基本均是无法使纳滤膜达到 很高的水通量。但是运种处理方式一方面达不到对分子的截留率范围的有效扩大，另一方 面往往会增加后处理工艺的难度，而造成成本的增加。
[0004] 针对性能偏低的不足，大多数研究者往往选择在反应体系中加入各种添加剂，通 过在界面聚合反应中影响反应的交联度或厚度等增加聚酷胺脱盐层的疏松度，从而提高膜 的透水量。如:在制备高通量纳滤膜的过程中，通过在水相中添加无机纳米粒子使得膜的有 效面积增加，从而实现通量的提升;或者在油相中添加具有与聚酷胺溶解度参数比较接近 的如N，N-二甲基甲酯胺、N，N-二甲基甲酯胺、二甲基亚讽等在内的非质子性溶剂来控制酷 氯的水解程度，从而增加脱盐层的疏松度;或者在后处理工艺中通过化学表面改性的方式 (如一些酸类、醇类或者牛横酸钢的表面改性)来实现通量的提升。但是运种处理方式提升 通量的幅度有限，同时由于反应中引入的其他小分子的副反应，导致生成较疏松的脱盐层， 脱盐层致密度的降低使得膜的分子截留下降明显，因此带来的膜性能提升效果并不显著。
[0005] 依然针对性能偏低的不足，有研究者通过"首先涂覆亲水性聚合物、阴干后在添加 水相溶液并在基础上与油相继续进行界面聚合反应"的方法来改善其性能，但是该方法往 往因为基膜与第一层脱盐层的粘结不好导致长期运行后脱盐层的脱落;另外不少研究者通 过"酷氯反应得到聚酷胺脱盐层、然后在脱盐层的基础上继续涂覆或者交联亲水性的电中 性聚合物"的方法来改善纳滤膜的性能，但是该方法往往使膜的通量下降明显，因此无法做 到高通量和高脱盐选择的双重兼顾。而且通过运些方法所制得的纳滤膜膜片性能衰减严 重，无法满足实际长期性的生产，即纳滤膜的长期稳定性不能保证。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提供一种高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法，旨在改善纳 滤膜的水通量和脱盐率选择性。
[0007] 本发明采用的技术方案具体为：
[0008] -种高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法，包括W下步骤：
[0009] S10、水相和有机相溶液的配置：
[0010] 配置含有多官能多元胺类、反应性径基聚合物和亲水性聚合物盐的水相溶液；W 及配制至少具有两个反应性酷面基的多官能团酷氯的有机相溶液；
[0011] S20、界面聚合反应：
[0012] 将超滤膜片固定于玻璃板上，然后将水相溶液倒入超滤膜片表面，放置10-30S后， 再将水相溶液倒掉；
[0013] 待膜表面的水相溶液惊干后，再将油相溶液倒入超滤膜片表面，放置10-30S后，将 有机相溶液倒掉；
[0014] 之后放置于40-120°C的烘箱中进行热处理，即制得成品。
[0015] 在上述高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法中，所述反应性径基聚合物为含有 至少两个反应性径基的聚合物。
[0016] 在上述高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法中，所述反应性径基聚合物为聚醋 二元醇、聚醋多元醇、聚乙締醇、聚乙二醇，2-氨基乙醇、3氨基-乙氧基乙醇、2,6-二氨基-4-径基喀晚或者壳聚糖。
[0017] 在上述高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法中，所述亲水性聚合物盐为含有至 少两个亲水性基团的聚合物盐。
[0018] 在上述高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法中，所述亲水性聚合物盐为聚乙締 醇硫酸锭、聚乙締醇憐酸锭或者聚乙締醇硝酸锭。
[0019] 本发明产生的有益效果是：
[0020] 本发明的制备方法通过界面聚合反应水相溶液中添加包括亲水性基团聚合物、亲 水性聚合物盐和多元胺在内的改性剂，使得聚酷胺膜结构中含有多孔载体、高亲水性、聚合 物盐离子和端基低反应活性等基团，制得的纳滤膜在保证高的水通量同时，可W明显提高 膜对于盐离子的选择性，得到高脱盐和较宽的脱盐选择范围，而且亲水性基团的引入也改 进了膜的抗污染性能；
[0021] 由于多个亲水性基团聚合物(改性剂）的引入，它和多元胺同时与多元酷氯进行竞 争反应生成规整的嵌段共聚物，提高了整个膜内部结构的规整性，增加了膜对盐类和有机 分子的截留，而且此类改性剂的加入也提高了脱盐层和基膜的粘结力，通过控制竞争组分、 聚合物盐的含量W及聚合物的反应活性、分子链结构及大小，来实现宽脱盐选择范围的纳 滤膜产品，扩宽了纳滤膜的种类和应用领域；
[0022] 本发明着眼于制备高性能复合纳滤膜、增加纳滤膜品种W及提高纳滤膜性能，在 提高水通量的同时，尽可能地改善纳滤膜的脱盐选择性。制得的纳滤膜可W更大程度地满 足不同工业和家用净水用膜需求。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0024] 将含有至少两个反应性径基聚合物、多亲水性聚合物盐、含有多元胺单体的化合 物水溶液作为水相涂敷在多孔性支撑体上，经过适当惊干使溶质分子均匀地附着于支撑体 的表面，然后让该层与至少具有两个反应性酷面基的多功能性酷面化合物的有机相溶液接 触一定时间后倒出液体并将表面的溶剂惊干，之后经过一定时间的热处理后便得到具有高 脱盐选择性和高通量的纳滤膜。具体地：
[0025] 配置含有l-4wt%的多官能多元胺类(赃嗦）、含有至少两个反应性径基的聚合物 和含有至少两个亲水性基团的聚合物盐的水相溶液，揽拌均匀；W及配制0.1-0.%的至 少具有两个反应性酷面基的多官能团酷氯的有机相溶液；
[0026] 将具有支撑层的超滤膜片固定于玻璃板上，然后将一定体积(如100ml，保证将膜 片表面浸没即可）的水相溶液