纳滤膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及纳滤膜及其制备方法和应用，其中，纳滤膜的制备方法，包括：将多元酰氯

【技术实现步骤摘要】
纳滤膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，特别是涉及纳滤膜及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]盐湖卤水中主要含有
Li
+
、Na
+
、K
+
、Ca
2+
、Mg
2+
等阳离子和
SO
42
‑
、Cl
‑
、CO
32
‑
等阴离子，由于
Mg
和
Li
具有相似的化学性质，导致高镁锂比盐湖卤水中镁锂的分离效果差
。
荷正电纳滤膜能够截留
Mg
2+
，透过
Li
+
，从而能够有效的降低镁锂比，提取盐湖中的锂资源
。
[0003]目前，荷正电纳滤膜大多数采用
PEI
（聚乙烯亚胺）制备
。
然而，采用
PEI
制备的荷正电纳滤膜因其表面致密的荷正电性，使其表面荷正电性太强，即，当
pH
为7时，纳滤膜的表面
Zeta
电位为
34mV
左右，从而导致其抗污染性能差，同时对水中镁的截留率较高，对锂的截留率也较高，导致镁和锂的分离效果较差，且水通量较低
。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提供一种纳滤膜及其制备方法和应用，该制备方法制备的纳滤膜在应用于锂提取装置时，能够有效分离水中的
Mg
2+
和
Li
+
，且具有高的水通量和优异的抗污染性能
。
[0005]一种纳滤膜的制备方法，包括：将多元酰氯
、
非离子型表面活性剂以及异构烷烃溶剂混合，然后经超声处理形成含乳化液滴的油相溶液，其中，所述油相溶液中乳化液滴的粒径为
100nm
‑
200nm
；将水相溶液
、
所述油相溶液以及后处理液依次置于支撑膜的同一表面，然后经热水浴处理，得到纳滤膜，其中，所述水相溶液包括多元胺，所述后处理液包括聚乙烯亚胺和磷酸三丁酯，且所述聚乙烯亚胺的相对分子质量为
500
‑
2000。
[0006]在其中一个实施例中，所述非离子型表面活性剂在所述油相溶液中的质量分数为
0.01%
‑
0.05%
；及
/
或，所述多元酰氯在所述油相溶液中的质量分数为
0.1%
‑
0.3%。
[0007]在其中一个实施例中，所述非离子型表面活性剂选自脂肪酸单甘油酯
、
单硬脂酸甘油酯
、
聚氧乙烯脂肪酸酯
、
聚氧乙烯脂肪醇醚
、
吐温中的至少一种；及
/
或，所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯
、
间苯二甲酰氯
、
对苯二甲酰氯中的至少一种
。
[0008]在其中一个实施例中，所述聚乙烯亚胺在后处理液中的质量分数为
0.01%
‑
0.05%。
[0009]在其中一个实施例中，所述水相溶液还包括表面活性剂，所述表面活性剂在所述水相溶液中的质量分数为
0.01%
‑
0.1%
，所述表面活性剂选自阳离子型表面活性剂
、
阴离子型表面活性剂中的至少一种
。
[0010]在其中一个实施例中，所述水相溶液还包括吸酸剂，所述吸酸剂在所述水相溶液中的质量分数为
0.01%
‑
0.03%
，所述吸酸剂选自三乙胺
、
氢氧化钠
、
氢氧化钾
、
碳酸钠
、
磷酸三钠
、
磷酸氢二钠
、
磷酸二氢钠
、
磷酸钾
、
磷酸氢二钾中的至少一种
。
[0011]在其中一个实施例中，所述多元胺在所述水相溶液中的质量分数为
0.1%
‑
1%
；及
/
或，所述多元胺选自聚乙烯亚胺
、
哌嗪
、
间苯二胺
、
对苯二胺
、
四乙烯五胺中的至少一种
。
[0012]在其中一个实施例中，所述热水浴处理温度为
70℃
‑
95℃
，所述热水浴处理时间为
2min
‑
3min。
[0013]一种纳滤膜，所述纳滤膜由上述所述的纳滤膜的制备方法制备而成
。
[0014]一种如上述所述的纳滤膜在锂提取装置中的应用
。
[0015]本专利技术纳滤膜的制备方法中，将水相溶液
、
油相溶液以及后处理液依次置于支撑膜的同一表面的过程中，首先，水相溶液和油相溶液接触形成水油界面，由于油相溶液中含有特定粒径的乳化液滴，能够带动油相溶液中的多元酰氯快速扩散到水相溶液中，并增加水油交界面的接触面积，与此同时，水相溶液中的多元胺和油相溶液中的多元酰氯在水油交界面中进行界面聚合反应形成初步聚酰胺层，因此，水油交界面的增加能够提高聚酰胺层的表面积，从而扩充了水通道，提高了纳滤膜的水通量
。
[0016]由于多元胺和多元酰氯已形成初步聚酰胺层，因此，当将后处理液置于支撑膜的同一表面时，后处理液会分散于整个初步聚酰胺层，即，聚乙烯亚胺和磷酸三丁酯分散于整个初步聚酰胺层
。
其中，具有特定相对分子质量的聚乙烯亚胺能够与未反应的酰氯基团进行反应，接枝于聚酰胺层上，使得聚酰胺层上积累有氨基，一方面，氨基带有正电荷，能够中和聚酰胺层表面的负电荷，并使得聚酰胺层的表面具有弱的荷正电性，即，当
pH
为7时，纳滤膜的表面
Zeta
电位为
2mV
‑
16mV
，从而能够在保证纳滤膜有效分离水中
Mg
2+
和
Li
+
的同时，有效避免聚酰胺层表面因荷正电性强而导致纳滤膜的抗污染性能差的问题；另一方面，氨基具有很好的亲水性，能够增加纳滤膜的亲水性，进而提高了纳滤膜的抗污染性能和水通量
。
[0017]同时，磷酸三丁酯由于具有极低的表面张力，能够使聚乙烯亚胺快速与油相溶液中未反应的酰氯基团反应，同时磷酸三丁酯作为增塑剂，能够增加分子链之间的距离，使得整个聚胺层的结构发生膨胀，从而获得具有疏松结构的聚酰胺层，可有效避免因聚酰胺层过于致密使纳滤膜表面荷正电性强而导致纳滤膜抗污染性差以及水通量低的问题
。
[0018]另外，通过热水浴处理，一方面，能够进一步增加多元胺和多元酰氯的交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括：将多元酰氯
、
非离子型表面活性剂以及异构烷烃溶剂混合，然后经超声处理形成含乳化液滴的油相溶液，其中，所述油相溶液中乳化液滴的粒径为
100nm
‑
200nm
；将水相溶液
、
所述油相溶液以及后处理液依次置于支撑膜的同一表面，然后经热水浴处理，得到纳滤膜，其中，所述水相溶液包括多元胺，所述后处理液包括聚乙烯亚胺和磷酸三丁酯，且所述聚乙烯亚胺的相对分子质量为
500
‑
2000。2.
根据权利要求1所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂在所述油相溶液中的质量分数为
0.01%
‑
0.05%
；及
/
或，所述多元酰氯在所述油相溶液中的质量分数为
0.1%
‑
0.3%。3.
根据权利要求1所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自脂肪酸单甘油酯
、
单硬脂酸甘油酯
、
聚氧乙烯脂肪酸酯
、
聚氧乙烯脂肪醇醚
、
吐温中的至少一种；及
/
或，所述多元酰氯选自均苯三甲酰氯
、
间苯二甲酰氯
、
对苯二甲酰氯中的至少一种
。4.
根据权利要求1所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺在后处理液中的质量分数为
0.01%
‑
0.05%。5.
根据权利要求1所述的纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述水相溶液还包括表面活性剂，所述表面活性剂在所述水相溶液中的质量分数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈可可，刘文超，谭惠芬，施盈盈，程新，潘巧明，
申请(专利权)人：蓝星杭州膜工业有限公司，
类型：发明
国别省市：