本发明涉及纳滤膜，尤其涉及一种镁锂高效分离纳滤膜及其制备方法与应用。
背景技术：
1、随着新能源电动汽车以及各类电子产品的快速发展，近年来碳酸锂的市场需求量稳步增长，美国能源部预计到2025年碳酸锂需求量将达到约90万吨，是目前数量的两倍。我国可开采的锂离子资源大多储存在盐湖卤水中，而我国的盐湖大多都具有高镁锂比的特征，很难通过传统的蒸发-沉淀方法实现高效率提锂，因此需要寻求一种低成本和低能源消耗的新方式实现从高盐浓度卤水中提锂，而膜分离技术对此显示出明显的优势。
2、纳滤是一种压力驱动的膜分离过程，介于超滤(uf)和反渗透(ro)之间，超滤膜对大分子截留但可透过溶解性离子，反渗透膜对两者都进行截留。而纳滤膜允许单价离子通过的同时，基于位阻和道南效应可以截留多价离子及特定范围分子量的分子。商用nf膜采用薄膜复合(tfc)结构，通过界面聚合反应在微孔基底上形成超薄聚酰胺排斥层。mg2+和li+分离的尝试就开始于商业纳滤(nf)膜，空间位阻、介电排斥和道南效应也被认为是设计从盐湖卤水中分离mg2+和li+的主流分离机制。目前报道用于mg2+/li+高效分离的改性聚酰胺nf膜主要是荷正电纳滤膜，但长期过滤实验中发现，电荷屏蔽作用使得荷正电膜的mg2+/li+高效分离随运行时间大打折扣。另外，现有mg2+/li+高效分离的改性聚酰胺nf膜的耐酸碱性较差，在过酸或过碱的情况下分离效果不佳且使用寿命降低。
3、因此，有必要开发一种对镁离子的选择性强截留率高、耐酸碱性良好且镁锂分离效率随运行时间变化较小的镁锂高效分离纳滤膜以克服现有nf膜中存在的问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明提供了一种镁锂高效分离纳滤膜的制备方法，该方法通过对水相单体和油相单体的选择与调整，提高了纳滤膜的镁锂选择性和耐酸碱性能，进而延长了纳滤膜的高效分离运行时间和膜的使用寿命。
2、本发明所述镁锂高效分离纳滤膜的制备方法包括以下步骤：
3、s1、在多孔底膜表面涂覆水相溶液，去除后在膜表面涂覆油相溶液进行界面聚合，界面聚合完成后去除油相溶液；
4、s2、用正己烷冲洗聚合膜表面后进行热处理；
5、s3、热处理后将膜放入去离子水中，即得镁锂高效分离纳滤膜。
6、进一步地，所述多孔底膜为聚砜底膜。
7、进一步地，所述水相溶液单体为多胺类单体和哌嗪中的一种或两种。
8、进一步地，所述多胺类单体为三(2-氨基乙基)胺、三[2-(甲氨基)乙基]胺、三(3-氨基丙基)胺中一种或几种。
9、进一步地，所述多胺类单体在水相溶液中的浓度为0.01wt％-3.0wt％，所述哌嗪在水相溶液中浓度为0-3.0wt％。
10、进一步地，所述水相单体总浓度为0.01wt％-6.0wt％；
11、进一步地，所述油相溶液单体为吡啶类酰氯和均苯三甲酰氯，油相溶剂为正己烷。
12、进一步地，所述吡啶类酰氯为2,6-吡啶二羰酰氯和2,6-二氯吡啶-3-羰酰氯中的一种或两种。
13、进一步地，所述吡啶类酰氯在油相溶液中浓度为0.05-0.3wt％，所述均苯三甲酰氯在油相溶液中的浓度为0-0.2wt％。
14、进一步地，所述油相单体总浓度为0.05wt％-0.5wt％。
15、进一步地，所述界面反应时间为1-10min。
16、进一步地，所述热处理温度为80℃，所述热处理时间为20-120s。
17、本发明还提供了一种根据上述方法制备而成的镁锂高效分离纳滤膜。
18、所述镁锂高效分离纳滤膜用于分离水中的镁锂，具体应用条件为：
19、加压范围0.4-2.0mpa，进料液的ph为1-11，镁锂质量比为(1-60):1，锂浓度为20-20000ppm。
20、本发明通过水相单体短链多胺来调控膜表面胺基密度以调控膜表面的荷电性，加大介电排斥效应对镁离子的排斥，使膜获得超高镁锂选择性，生产具有较高纯度的富锂产水，同时以吡啶类酰氯作为油相单体来调控膜的耐酸碱性能，使膜在处理不同条件的卤水进料时始终稳定运行。
21、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
22、本发明通过简单的一次界面聚合制备了镁锂高效分离纳滤膜，所述纳滤膜通过一级纳滤过程，便可高效截留镁离子，而获得较高纯度的富锂产水，本发明的纳滤膜对镁离子的截留率>99％，获取的产水中锂离子纯度>90％。
23、本发明通过在油相中引入吡啶环赋予膜耐酸碱性能，可完美适配不同工艺条件下不同浓度卤水进料ph存在过酸或过碱的情况。并且，由于膜的耐碱性良好，使本发明的纳滤膜即便经过多次碱液清洗后依然具有良好的性能，使用寿命显著延长。
24、本发明纳滤膜制备工艺简单，原料价廉易得，镁锂选择性能优异，酸碱环境中也具备良好的稳定性，为续膜法提锂工艺浓缩阶段创造更优条件，进而可优化整套膜法提锂工艺，是一种适用膜法提锂的新方案。
1.一种镁锂高效分离纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多胺类单体为三(2-氨基乙基)胺、三[2-(甲氨基)乙基]胺、三(3-氨基丙基)胺中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多胺类单体在水相溶液中的浓度为0.01wt％-3.0wt％，所述哌嗪在水相溶液中浓度为0-3.0wt％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水相单体总浓度为0.01wt％-6.0wt％；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吡啶类酰氯为2,6-吡啶二羰酰氯和2,6-二氯吡啶-3-羰酰氯中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吡啶类酰氯在油相溶液中浓度为0.05-0.3wt％，所述均苯三甲酰氯在油相溶液中的浓度为0-0.2wt％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述油相单体总浓度为0.05wt％-0.5wt％。
8.一种镁锂高效分离纳滤膜，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述方法制备而成。
9.权利要求8所述的镁锂高效分离纳滤膜用于分离水中的镁和锂。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，分离过程中的加压范围是0.4-2.0mpa，进料液的ph为1-11，镁锂质量比为(1-60):1，锂浓度为20-20000ppm。