一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于纳滤膜材料制备技术领域，具体涉及一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜及其制备方法；采用胺类水相溶液、油相溶液和二甲基甲酰胺溶液对聚合物基膜进行处理，通过胺类水相溶液、油相溶液中特殊的成分配比，使得制备得到的高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜与传统纳滤膜和反渗透膜相比，在相同的操作压力下具有较高的产水量，能够适度脱盐，并提高了膜的耐无机结垢性。了膜的耐无机结垢性。

【技术实现步骤摘要】
一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳滤膜材料制备
，具体涉及一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等。
[0003]纳滤膜最早被应用于饮用水处理行业，主要用于水质软化。NF膜对二价及多价离子截留率可达90％以上，对一价盐的截留率为10％
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90％，该特性使NF膜在去除饮用水中微量有害离子的同时，能够保留部分人体所需的单价离子。
[0004]但现有纳滤膜对一价盐如氯化钠的脱除率较低(小于50％)，而现有反渗透膜对氯化钠的脱除率较高(大于90％)。此外，在饮用水处理行业，尤其是家用净水行业，膜的无机结垢是比较严峻的问题。目前氯化钠脱盐率介于70％
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90％之间中等脱盐纳滤膜研究较少，尤其是具有高通量且耐无机结垢的中等脱盐纳滤膜。现有的复合纳滤膜技术通常在多孔支撑层上进行哌嗪与均苯三甲酰氯的界面聚合反应。该技术获得的纳滤膜对二价离子盐具有很高的脱盐率，对一价离子盐具有较高的透过性，一般对NaCl截留率为30％左右，因此能够较好地选择分离一二价盐。现有的复合反渗透膜技术通常在多孔支撑层上进行间苯二胺和均苯三甲酰氯的界面聚合反应。该技术获得的反渗透膜的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98％以上，出水为无离子水。
[0005]公开号为CN108246128A的专利文件公开了一种脂肪族聚酰胺疏松反渗透膜及其制备方法和应用。其是采用涂覆或浸泡的方式将链状脂肪族胺溶液包裹在多孔支撑膜上，再将包裹有所述链状脂肪族胺溶液的多孔支撑膜与脂环族酰氯溶液进行界面聚合，形成脂肪族聚酰胺疏松反渗透膜。根据该专利的实施例数据，其所述的疏松反渗透膜NaCl截留率为57～75％，但该方法由于是脂肪族制备的反渗透膜，三维空间架构不突出，膜厚度较小，膜的稳定性和耐擦性较差，产业化仍需解决很多问题。
[0006]公告号为CN110947307B的专利文件公开了一种复合脱盐层纳滤膜制备方法，其通过在聚砜超滤基膜上涂覆含有交联剂和催化剂的聚乙烯醇和聚乙烯亚胺混合溶液，通过交联反应在聚砜超滤基膜表面形成荷正电的脱盐层；用含酸吸收剂的溶液对膜进行清洗，去除硫酸和未参加反应的戊二醛；去除膜面水滴后涂覆油相溶液，荷正电脱盐层表面大量未参与交联反应的胺链段与油相中的多元酰氯反应，生成聚磺酰氯脱盐层。其主要公开了在聚砜超滤基膜上制备复合脱盐层的方法，但未公开利用聚砜作为高分子聚合物制备基膜的具体步骤和方法。
[0007]公开号为CN112870980A的专利文件公开了一种脱盐率可调纳滤膜的制备方法，其包括铸膜液配制、中空纤维基膜制备、中空纤维纳滤复合膜制备等步骤。其是将具有温度响应的纳米凝胶引入到基膜中，从而实现水相温度同时调控基膜表面孔径与复合纳滤膜制备
过程中的界面聚合反应速率，是通过铸膜液温度和水相温度对纳滤膜的脱盐率进行调节，在制备过程中需要对温度更高的控制要求，因为纳米凝胶对温度的敏感性，温度的变化将引起纳滤膜性能的巨大差异。并且没有公开其纳滤膜脱盐率的调节范围，以及对应脱盐率下的水通量。
[0008]公开号为CN105597572A的专利文件公开了一种高脱盐选择性高通量纳滤膜的制备方法，其是先配制水相和有机相溶液，用水相溶液处理超滤膜片表面，晾干后再用油相溶液对其进行处理，在烘箱中进行热处理得到。其水相溶液为含有多官能多元胺类、反应性羟基聚合物和亲水性聚合物盐，其有机相溶液为至少具有两个反应酰卤基的多官能团酰氯。其通过多个亲水性基团聚合物(改性剂)的引入，和多元胺同时与多元酰氯进行竞争反应生成规整的嵌段共聚物，提高整个膜内部结构的规整性，并通过控制竞争组分、聚合物盐的含量以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米膜产品。但其未能解决无机盐在膜表面结垢的问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术为解决上述问题，提供了一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜及其制备方法。
[0010]具体是通过以下技术方案来实现的：
[0011]1、一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜，其是由多孔支撑层和脱盐层组成。
[0012]进一步，所述的多孔支撑层，是将高分子聚合物溶解于溶剂中，经液
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固相转化法形成聚合物基膜，即为多孔支撑层，其组成按质量百分比浓度计包括：高分子聚合物16
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20wt％、溶剂76
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80wt％；还包括3
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6wt％的乙醚。
[0013]进一步，所述高分子聚合物为聚砜或聚醚砜中的任意一种；溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的任意一种。
[0014]进一步，所述的脱盐层是将聚合物基膜分别以胺类水相溶液、油相溶液、二甲基甲酰胺溶液处理后，再经超纯水洗涤、热处理、纯水清洗后，用含甘油的水溶液浸泡，烘干得到。
[0015]进一步，所述的胺类水相溶液，按质量百分比浓度计包括：间苯二胺1.5
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3.0wt％、3
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甲氧苯胺0.1
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1.0wt％、间氨基苯甲酸0.1
‑
1.0wt％、二甲基亚砜1
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5wt％、氢氧化钠0.01
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0.05wt％、水为余量。
[0016]进一步，所述的油相溶液，按质量百分比浓度计包括：均苯三甲酰氯0.1
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0.3wt％、对硝基苯甲酰氯0.05
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0.10wt％、磷酸三异丙基苯酯0.2
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0.8wt％、有机溶剂为余量。
[0017]2、所述高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：
[0018](1)配制聚合物溶液：将高分子聚合物加入到溶剂中，于150℃条件下搅拌至聚合物完全溶解，将溶液进行真空静置脱泡10h，得到聚合物溶液；
[0019](2)制备多孔支撑层：将步骤(1)得到的聚合物溶液在无纺布上采用液
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固相转化法形成基膜，即为多孔支撑层，浸泡于去离子水中保存，得到高分子聚合物基膜；
[0020](3)制备脱盐层：将步骤(2)制备的高分子聚合物基膜浸泡于胺类水相溶液中处理0.5
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2min，沥干膜面水珠，再将其浸泡于油相溶液中处理0.5
‑
1min进行界面反应，将经界面反应后的膜，浸入5％的N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)溶液中浸泡0.5
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1min，取出后用超纯水洗
涤，再浸入温度为70
‑
80℃热水中热处理1
‑
3min，纯水清洗后再用含甘油的水溶液浸泡1
‑
3min，然后烘干，制得高通量耐无机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜，其特征在于，所述的中等脱盐纳滤膜，其是由多孔支撑层和脱盐层组成；其中，所述的多孔支撑层，其组成按质量百分比浓度计包括：高分子聚合物16
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20wt％、溶剂76
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80wt％；还包括3
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6wt％的乙醚；所述高分子聚合物为聚砜或聚醚砜中的任意一种；溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的任意一种。2.如权利要求1所述的一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜，其特征在于，所述的多孔支撑层，是将高分子聚合物溶解于溶剂中，经液
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固相转化法形成聚合物基膜，即为多孔支撑层。3.如权利要求1所述的一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜，其特征在于，所述的脱盐层是将聚合物基膜分别以胺类水相溶液、油相溶液、二甲基甲酰胺溶液处理后，再经超纯水洗涤、热处理、纯水清洗后，用含甘油的水溶液浸泡，烘干得到。4.如权利要求3所述的一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜，其特征在于，所述的胺类水相溶液，按质量百分比浓度计包括：间苯二胺1.5
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3.0wt％、3
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甲氧苯胺0.1
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1.0wt％、间氨基苯甲酸0.1
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1.0wt％、二甲基亚砜1
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5wt％、氢氧化钠0.01
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0.05wt％、水为余量。5.如权利要求3所述的一种高通量耐无机结垢中等脱盐纳滤膜，其特征在于，所述的油相溶液，按质量百分比浓度计包括：均苯三甲酰氯0.1
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0.3wt％、对硝基苯甲酰氯0....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕忠，梁松苗，胡利杰，宋鹏，许国杨，金焱，吴宗策，
申请(专利权)人：沃顿科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：