本發明涉及膜分離技術領域,具體設計一種荷正電納濾膜及其制備方法。
背景技術:
復合膜是當前發展最快、研究最多的膜,一般指在多孔的支撐膜(基膜)上復合一層很薄的、致密的、有特種功能的另一種材料。與一體化膜比較,復合膜的表面致密層厚度很薄,從而使膜同時具有高的溶質分離率和透過速度。目前常用的納濾膜有:聚芳香酰胺類、聚呱嗪酰胺類、磺化聚砜類、聚乙烯醇類等。芳香聚酰胺類、聚呱嗪酰胺類是采用界面聚合方法制備荷電表層;磺化聚砜類、聚乙烯醇類則是采用涂敷法制備荷電表層。由于荷正電膜的荷電特性,它可用于吸附分離廣泛存在于各種水源中的帶負電的膠體微粒、細菌內毒素;另一方面,由于它對相同電性粒子有排斥作用,還可用于荷正電的氨基酸、蛋白質的分離和陰極電泳漆涂裝過程的清潔化生產。
譚紹早等以聚丙烯腈(pan)膜為基膜,二苯甲酮為光敏劑,殼聚糖為改性劑,戊二醛作為交聯劑,采用紫外輻射法制備了一種新型荷正電納濾膜。該膜用于處理造紙廢水,濃縮比為20,可以滿足堿回收工段的要求。徐銅文等以改性2,6二甲基聚苯醚(ppo)為原料,經過溴(氯)甲基化和胺化處理,制得荷正電的聚合物,經涂敷法可制備復合膜該膜可用于分離一價和多價離子,例如nacl和mgcl2。tyoshinobu將聚合物基膜用紫外光進行輻照后浸入單體浴中,使單體擴散到膜內,自由基引發單體與膜表面的聚合反應形成接枝聚合物。接入的單體主要為苯乙烯、氯甲基苯乙烯或n-乙烯基吡啶之類的堿性不飽和有機物質,基膜材料有聚乙烯、聚四氟乙烯和聚砜等。
技術實現要素:
本發明公開了一種荷正電納濾膜及其制備方法,成膜材料中含有荷正電荷基團、親水性基團,具有較好的截留率和抗污染性能。通過控制加入鑄膜液中聚砜的濃度以及成膜時的烘干溫度來調節膜的結構,截留率。所制備的納濾膜具有較高的滲透選擇性和耐污染性,制膜方法簡單易行,具有良好的工業化應用前景。
本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。
一種荷正電納濾膜制備方法,其特征在于,主要包括以下步驟:
(1)將氯甲基化聚醚砜放入三甲胺溶液中,發生聚胺化反應,形成帶正電的聚銨化聚醚砜,將荷正電的聚銨化聚醚砜加入于乙醚中,在常溫下攪拌2小時,形成透明的母液,取母液或將母液稀釋后作為鑄膜液,
(2)將鑄膜液均勻涂覆在聚砜超濾底膜上,放入烘箱中烘干成膜。
進一步地,步驟(1)中,氯甲基化聚醚砜放入三甲胺溶液中攪拌反應10h。
進一步地,步驟(1)中,還包括母液中聚銨化聚醚砜含量的測定步驟。
進一步地,步驟(1)中,母液鑄稀釋的濃度為:鑄膜液涂覆在聚砜超濾底膜上形成的荷正電納濾膜中荷正電的聚銨化聚醚砜的質量分數為0.1%-2.0%。
進一步地,步驟(2)中,烘干的溫度為30℃-50℃。
所述荷正電納濾膜制備方法制備的荷正電納濾膜,其特征在于,以聚砜超濾膜為底膜,所述底膜上涂覆有帶有正電的聚銨化聚醚砜,所述帶有正電的聚銨化聚醚砜還具有親水基團。
進一步地,所述帶正電的聚銨化聚醚砜占所述荷正電納濾膜的質量分數為0.1%-2.0%。
在1.0mpa的壓力下納濾膜對氯化鈉、氯化鎂的截留率與通量分別為27.3%/32.5l·m-2·h-1、82.8%/20.6l·m-2·h-1,。由于成膜材料中含有荷正電荷基團,因此對聚烯丙胺鹽酸鹽(mw1000)的截留率在98%以上,可用于聚烯丙胺鹽酸鹽的分級處理,同時因帶有親水性基團,具有較好的抗污染性能。通過控制鑄膜液中聚砜的濃度及成膜時的烘干溫度調節膜的結構、截留率。所制備的納濾膜具有較高的滲透選擇性和耐污染性,方法簡單易行,具有良好的工業化應用前景。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明,但本發明的保護范圍并不限于此。
實施例1:
將氯甲基化聚醚砜放入三甲胺溶液中制備帶正電的聚銨化聚醚砜,磁力攪拌10h以確保反應最優化。將荷正電的聚銨化聚醚砜放置于乙醚中,在常溫下以一定轉速攪拌2小時,形成透明的母液,然后去一定量的母液烘干測定溶液中溶質的含量。取母液稀釋成濃度為0.5(wt)%的鑄膜液,然后將鑄膜液均勻涂覆在聚砜超濾底膜上,靜置10分鐘,之后將多余的鑄膜液移除,最后將膜放入烘箱中在40℃的溫度下烘干10min成膜。
在1.0mpa的壓力下,膜對氯化鎂,氯化鈉和聚烯丙胺鹽酸鹽(mw1000)的截留率與滲透通量如下:
實施例2:
改變鑄膜液中成膜材料的濃度,其他步驟與實施例1相同。在1.0mpa的壓力下,膜對氯化鎂,氯化鈉和聚烯丙胺鹽酸鹽(mw1000)的截留率與滲透通量如下:
所述實施例為本發明的優選的實施方式,但本發明并不限于上述實施方式,在不背離本發明的實質內容的情況下,本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發明的保護范圍。