一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜制造技术

本发明专利技术提供一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，该用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜包括多孔支撑膜和致密分离层，多孔支撑膜为碱改性处理聚丙烯腈超滤膜或磺化聚醚砜超滤膜，致密分离层为阴离子聚电解质层与阳离子聚电解质层分别通过自组装的方法集合交错构成，阴离子聚电解质层包括聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐阴离子聚电解质，阳离子聚电解质层包括ε‑聚赖氨酸、聚烯丙基氯化铵或者聚N,N‑二甲基二烯丙基氯化铵，所述致密分离层的最外层由ε‑聚赖氨酸和纳米二氧化钛、壳寡糖或者石墨烯纳米颗粒构成。本发明专利技术的制备方法简单，效率高，制备的复合纳滤膜对直接染料的分离效果好，抗污染抗菌，使用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜分离材料
，具体涉及一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜。
技术介绍
今年来，随着科学技术的不断发展，膜分离技术也得到了飞速的发展，在解决能源、资源和环境问题方面有着独特的优势，因此在工业领域得到了广泛的运用。纳滤膜是继超滤膜和反渗透膜之后的半透膜，纳滤膜的膜孔尺寸在1nm左右，且表面都带有带和，会对不同电荷和不同价态的离子形成不同的分离效果，与超滤膜相比，纳滤膜对对钾离子已经分子量在200-100Da的有机物具有很好的脱除率，与反渗透膜相比，纳滤膜对单价无机盐的截留率相对较低，具有耕地的渗透压和更高的渗透通量。但是传统的纳滤膜在分离过程中存在通量低、操作压力高、耐压密性差、容易污染等缺点，因此复合纳滤膜得以发展。复合纳滤膜包括多孔支撑层和活性致密分离层，常用的多孔制成层以高分子材料为主，包括多孔聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯醚、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯等，常用的活性致密分离层主要包括聚酰胺类、聚酯类、聚乙烯醇类以及聚电解质类，通过调节多孔支撑层的原料和活性致密分离曾的制备方法得到分离性能、稳定性能和耐压密性好的复合纳滤膜。染料废液中COD浓度高，含盐量大，含有许多芳烃以及杂环化合物，并且含有抗光分解、抗氧化、抗生物氧化等助剂，因此染料废液处理的难度愈来愈大。将纳滤膜运用到染料废液处理中不仅可以回收有用染料，还可以将透过水回用或者直接排放，从而实现清洁生产的目的。中国专利CN103861468A公开的一种染料脱盐及其废水处理的复合纳滤膜及其制备方法，该复合纳滤膜以中空纤维膜为基膜，通过浸泡涂覆法将二氧化钛、二氧化硅、氧化铝或者纳米银的纳米颗粒改性的聚乙烯醇镀膜液涂覆到中空纤维基膜的外表面，得到复合纳滤膜。该方法制备的复合纳滤膜能截留分子量大于300Da的染料分子，将刚果红、甲基橙、甲基蓝等染料分子和硫酸钠、氯化钠等盐的混合溶液分离，而且该膜具有很好的抗污染性和耐热性。中国专利CN1884390A公开的直接染料生产中膜分离去除盐分及副染料的方法，用两套相互连通的膜分离装置，一套进行膜分离获得去离子水，一套进行膜分离渗透循环去除盐分及副染料，在截留500以上大分子链染料分子的同时，渗透滤出小分子量的无机盐、副染料和水，并浓缩染料液。由上述现有技术可知，虽然有不少研究发现膜分离技术可以用于染料废液的分离，但是目前染料废液膜分离技术也并不成熟，研发一种针对染料废液的复合纳滤膜显得十分必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，该复合纳滤膜由将碱改性处理聚丙烯腈超滤膜或磺化聚醚砜超滤膜作为多孔支撑膜，然后通过自组装的方法将ε-聚赖氨酸等阳离子聚电解质和聚苯乙烯磺酸钠等阴离子聚电解质交替覆盖于多孔支撑膜表面，最后再覆盖一层ε-聚赖氨酸与纳米颗粒，得到用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜。本专利技术的制备方法简单，效率高，制备的复合纳滤膜对直接染料的分离效果好，抗污染抗菌，使用率高。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，所述用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜包括多孔支撑膜和致密分离层，所述多孔支撑膜为碱改性处理聚丙烯腈超滤膜或磺化聚醚砜超滤膜，所述致密分离层为阴离子聚电解质层与阳离子聚电解质层交错构成，所述阴离子聚电解质层包括聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐阴离子聚电解质，所述阳离子聚电解质层包括ε-聚赖氨酸、聚烯丙基氯化铵或者聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵，所述致密分离层的最外层由ε-聚赖氨酸和纳米颗粒构成。作为上述技术方案的优选，所述阴离子聚电解质层与阳离子聚电解质层通过层层自组装制备而成。作为上述技术方案的优选，所述纳米颗粒为纳米二氧化钛、壳寡糖或者石墨烯。作为上述技术方案的优选，其制备方法包括以下步骤：(1)分别将ε-聚赖氨酸与聚烯丙基氯化铵或者聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵加入去离子水中，充分搅拌，然后分别加入氯化钠，搅拌至均匀，调节pH值为2.5-10.5，得到阳离子聚电解质溶液，其中阳离子聚电解质溶液中氯化钠的浓度为0.5M；(2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐加入去离子水中，充分搅拌，然后加入氯化钙，调节pH值为2.5-3，得到阳离子聚电解质溶液，其中阴离子聚电解质溶液中氯化钙的浓度为0.5M；(3)将碱改性处理聚丙烯腈超滤膜或磺化聚醚砜超滤膜固定在一个带有多孔支撑层的容器中，膜面朝上，然后向容器中加入步骤(1)制备的阳离子聚电解质溶液，加压，组装1-60min，用去离子水充分水洗，得到阳离子改性膜；(4)将步骤(3)制备的阳离子改性膜置于步骤(2)制备的阴离子聚电解质溶液中，加压组装时间为1-60min，用去离子水充分水洗，得到阴离子改性膜；(5)重复步骤(3)-(4)，然后置于90℃烘箱中热处理1-5min，得到多层改性膜；(6)将步骤(5)制备的多层改性膜用去离子水充分水洗后，浸入ε-聚赖氨酸溶液，加压组装时间为1-60min，再浸入纳米颗粒溶液中，取出置于60℃烘箱中热处理1-5min，用去离子水清洗1-10min，得到用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，阳离子聚电解质溶液中ε-聚赖氨酸的质量分数为0.2-0.6％，聚烯丙基氯化铵的质量分数为0-0.2％，聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵的质量分数为0-0.2％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，阴离子聚电解质溶液中阴离子聚电解质的质量分数为0.4-0.6％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)或者步骤(4)中，加压的强度为0.1-0.8MPa。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)或者步骤(4)中，水洗的时间为5-10min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(5)中，多层改性膜的层数为1-6。作为上述技术方案的优选，所述步骤(7)中，用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜中纳米颗粒的质量分数为0.01-0.05％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜采用自组装方法将阳离子聚电解质和阴离子聚电解质在压力作用下通过静电作用力、疏水力、氢键的作用力形成薄膜附着于多孔制成层和聚电解质层表面，形成致密分离层，制备方法简单高效，降低了工艺难度，可控性强，而且不使用化学交联剂，绿色环保，有利于市场推广。(2)本专利技术制备的用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜的最外层含有ε-聚赖氨酸和纳米颗粒，ε-聚赖氨酸具有广谱抗菌性能，可以吸附到细胞膜上破坏细胞膜的完成，诱导微生物自溶而导致细胞死亡，而且热稳定性好，水溶性好，可完全被人体充分吸收，不存在任何毒副作用，纳米颗粒包含纳米二氧化钛、壳寡糖或者石墨烯颗粒，纳米二氧化钛具有优异的光催化性能和屏蔽紫外线能力，具有抗菌和自清洁性能，壳寡糖是小分子量的壳聚糖，具有优良的水溶性、成膜性和抗菌性，石墨烯是最薄最坚硬的纳米材料，石墨烯上的纳米孔可以提高复合纳滤膜的透过速率，提高盐的截留率，而且石墨烯也具有独特的抗菌性能，因此本专利技术制备的用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜的外层具有优异的抗菌性、成膜性和透过性，有利于提高复合纳滤膜的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，其特征在于：所述用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜包括多孔支撑膜和致密分离层，所述多孔支撑膜为碱改性处理聚丙烯腈超滤膜或磺化聚醚砜超滤膜，所述致密分离层为阴离子聚电解质层与阳离子聚电解质层交错构成，所述阴离子聚电解质层包括聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐阴离子聚电解质，所述阳离子聚电解质层包括ε‑聚赖氨酸、聚烯丙基氯化铵或者聚N,N‑二甲基二烯丙基氯化铵，所述致密分离层的最外层由ε‑聚赖氨酸和纳米颗粒构成。

【技术特征摘要】
1.一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，其特征在于：所述用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜包括多孔支撑膜和致密分离层，所述多孔支撑膜为碱改性处理聚丙烯腈超滤膜或磺化聚醚砜超滤膜，所述致密分离层为阴离子聚电解质层与阳离子聚电解质层交错构成，所述阴离子聚电解质层包括聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐阴离子聚电解质，所述阳离子聚电解质层包括ε-聚赖氨酸、聚烯丙基氯化铵或者聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵，所述致密分离层的最外层由ε-聚赖氨酸和纳米颗粒构成。2.根据权利要求1所述的一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，其特征在于：所述阴离子聚电解质层与阳离子聚电解质层通过层层自组装制备而成。3.根据权利要求1所述的一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，其特征在于：所述纳米颗粒为纳米二氧化钛、壳寡糖或者石墨烯。4.根据权利要求1所述的一种用于直接染料废液处理的抗污染复合纳滤膜，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：(1)分别将ε-聚赖氨酸与聚烯丙基氯化铵或者聚N,N-二甲基二烯丙基氯化铵加入去离子水中，充分搅拌，然后分别加入氯化钠，搅拌至均匀，调节pH值为2.5-10.5，得到阳离子聚电解质溶液，其中阳离子聚电解质溶液中氯化钠的浓度为0.5M；(2)将聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯硫酸盐、聚丙烯酸或者聚丙烯酸盐加入去离子水中，充分搅拌，然后加入氯化钙，调节pH值为2.5-3，得到阳离子聚电解质溶液，其中阴离子聚电解质溶液中氯化钙的浓度为0.5M；(3)将碱改性处理聚丙烯腈超滤膜或磺化聚醚砜超滤膜固定在一个带有多孔支撑层的容器中，膜面朝上，然后向容器中加入步骤(1)制备的阳离子聚电解质溶液，加压，组装1-60min，用去离子水充分水洗，得到阳离子改性膜；(4)将步骤(3)制备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李风浪，李舒歆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44