【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种pfas过滤组件，特别是一种选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜及制备方法。
技术介绍
1、由于pfas的高稳定性，使pfas在环境中持久存在。pfas已在全球范围的水环境中被检出，pfas给人类健康造成的风险和危害引起人们的广泛关注。pfas容易在环境中累积，并持久存在于人类和其他动物的组织和血液中，例如，pfos和pfoa在人体中的半衰期分别为3.8年和5.4年。相关研究表明pfas倾向于在人体的肾脏、肝脏、脾脏和大脑等器官中累积。2005～2021年间，据大量的文献报道，在中国的重要河流湖泊中都检出了pfas，具体如图5所示。pfas污染水平主要与地理位置，工业发展水平、运输和贸易等有关。从全国范围来看，pfas的污染区域主要集中在沿海区域，例如京津冀，长三角，珠三角区域。pfas浓度由西至东升高，原因可能是东部沿海地区经济发达，各项产业发展迅速，且随着新兴产业的引入，以及设立的氟工业园区，造成pfas污染物的排放量更多，且中东部城市处于我国主要河流长江、黄河的下游段，水环境中累积了上游城市排放的污染物，造成了pfas浓度升高。除了地表水以外，研究人员在地下水、自来水和瓶装饮用水的样本中也检出了pfas。因此，有必要利用有效的处理技术以去除水环境中的pfas。
2、相比吸附和高级氧化技术，高压膜技术具有操作简单，搭建灵活等优势，并且已被证明可以有效的去除水中的pfas。高压膜技术包括反渗透(ro)和纳滤(nf)，相比反渗透，纳滤能耗低，并且可以获得更高的水通量。
3、通过前文对
4、另外，随着水环境中pfas的种类增多以及相关限制标准逐渐完善，纳滤膜还需进一步优化，以提高对pfas的选择性。已有研究表明，膜的性质会影响pfas的去除效果，因此，可以通过调控膜的性质实现功能优化，以提高纳滤膜对pfas的选择性，并且在广泛的ph范围内都能实现优秀的选择性。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，该选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜能提高纳滤膜对短链阴离子型pfas的选择性，并且能同步去除水中一系列的长链pfas和短链pfas，实现纳滤膜高效处理复含有复杂种类pfas的污水，实现纳滤膜的功能可调控，优化现在应用于水处理领域的纳滤膜功能。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，包括聚阳离子终端纳滤膜和聚阴子终端纳滤膜。
4、聚阳离子终端纳滤膜包括从下至上依次布设的基膜、n层聚电解质层和一层终端聚阳离子层；其中，n为自然数。
5、聚阴子终端纳滤膜包括基膜和涂覆在基膜表面的n层聚电解质层。
6、基膜为活性层朝上的纳滤膜。
7、每层聚电解质层均包括聚阳离子层和涂覆在聚阳离子层表面的聚阴离子层。
8、每层聚阳离子层和终端聚阳离子层均为聚阳离子pdadmac电解质层，每层涂覆厚度均相等。
9、每层聚阴离子层均为聚阴离子pss电解质层，每层涂覆厚度均相等。
10、n＝1、3或5。
11、短链全氟化合物包括分子量大于500da的短链pfas和分子量不超过500da的短链pfas；聚阳离子终端纳滤膜和聚阴子终端纳滤膜对分子量大于500da的短链pfas的去除率均不低于99.8％。
12、当用于去除分子量不超过500da的短链pfas时，需根据短链pfas的种类和离子类型，选择聚阳离子终端纳滤膜或聚阴子终端纳滤膜，以及对应n值；其中，聚阳离子终端纳滤膜能用于去除阳离子pfas；聚阴子终端纳滤膜能用于去除阴离子pfas。
13、当用于去除pfba、pfpea、pfhxa、pfhpa、pfbs、4:2fts、6:2fts、pfmopra、pfmoba、和genx中的一种或组合时，采用n＝3的聚阴子终端纳滤膜或聚阳离子终端纳滤膜；当用于去除pfhxs和/或pfoa时，采用n＝5的聚阴子终端纳滤膜或聚阳离子终端纳滤膜。
14、步骤1、基膜预处理。
15、步骤2、制备背景溶液和涂层溶液，其中，涂层溶液包括聚阳离子pdadmac聚电解质溶液和聚阴离子pss聚电解质溶液。
16、步骤3、涂覆聚阳离子层，具体包括如下步骤：
17、步骤3-1、冲洗基膜：将步骤1预处理完成的基膜的活性层朝上，并用步骤2制备的背景溶液冲洗活性层表面，优选冲洗3min。
18、步骤3-2、涂覆聚阳离子层：用聚阳离子pdadmac电解质溶液浸渍冲洗后的基膜活性层表面，并在摇床上振荡，使聚阳离子pdadmac电解质与基膜活性层发生反应；反应完成后，继续用背景溶液冲洗纳滤膜，洗掉多余的聚阳离子pdadmac电解质溶液，得到聚阳离子层。
19、步骤4、涂覆聚阴离子层：用聚阴离子pss电解质溶液浸渍具有聚阳离子层的纳滤膜，在摇床上振荡，使聚阴离子pss电解质与聚阳离子层发生反应；反应完成后，用背景溶液冲洗纳滤膜，洗掉多余的聚阴离子pss电解质溶液，得到聚阴离子层；步骤3涂覆的聚阳离子层和步骤4涂覆的聚阴离子层，共同构成一层聚电解质层。
20、步骤5、制备功能调控纳滤膜，具体为：
21、a、当功能调控纳滤膜为聚阳离子终端纳滤膜时，重复步骤3至步骤4，形成n层聚电解质层；接着，在n层聚电解质层表面按照步骤3的方法涂覆一层聚阳离子层，进而形成阳离子终端纳滤膜。
22、b、当功能调控纳滤膜为聚阴子终端纳滤膜时，重复步骤3至步骤4，制备n层聚电解质层，即形成聚阴子终端纳滤膜。
23、步骤1中，基膜的预处理方法，包括如下步骤：
24、步骤1-1、选取基膜：基膜选择为面积10cm*10cm且具有聚酰胺层的纳滤膜。
25、步骤1-2、清洗：先在25％的异丙醇溶液中浸泡30分钟，接着用蒸馏水清洗，最后浸泡在超纯水中至少4个小时。
26、步骤1-3、保存：将清洗完成的基膜，浸泡在去离子水中，并放于冰箱在4℃下保存备用。
27、步骤2中，涂层溶液的浓度为0.5g/l；背景溶液为0.2mol/l的氯化钠溶液。
28、步骤3中，聚阳离子pdadmac电解质溶液浸渍基膜活性层表面的时间30min，摇床转速为40rpm/min；步骤4中，聚阴离子pss电解质溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：包括聚阳离子终端纳滤膜和聚阴子终端纳滤膜；
2.根据权利要求1所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：每层聚阳离子层和终端聚阳离子层均为聚阳离子PDADMAC电解质层，每层涂覆厚度均相等。
3.根据权利要求2所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：每层聚阴离子层均为聚阴离子PSS电解质层，每层涂覆厚度均相等。
4.根据权利要求1所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：n＝1、3或5。
5.根据权利要求1所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：短链全氟化合物包括分子量大于500Da的短链PFAS和分子量不超过500Da的短链PFAS；聚阳离子终端纳滤膜和聚阴子终端纳滤膜对分子量大于500Da的短链PFAS的去除率均不低于99.8％；
6.根据权利要求5所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：当用于去除PFBA、PFPeA、PFHxA、PFHpA、PFBS、4:2F
7.选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1中，基膜的预处理方法，包括如下步骤：
9.根据权利要求7所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤2中，涂层溶液的浓度为0.5g/L；背景溶液为0.2mol/L的氯化钠溶液。
10.根据权利要求7所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤3中，聚阳离子PDADMAC电解质溶液浸渍基膜活性层表面的时间30min，摇床转速为40rpm/min；步骤4中，聚阴离子PSS电解质溶液浸渍纳滤膜的时间30min，摇床转速为40rpm/min。
...【技术特征摘要】
1.一种选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：包括聚阳离子终端纳滤膜和聚阴子终端纳滤膜；
2.根据权利要求1所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：每层聚阳离子层和终端聚阳离子层均为聚阳离子pdadmac电解质层，每层涂覆厚度均相等。
3.根据权利要求2所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：每层聚阴离子层均为聚阴离子pss电解质层，每层涂覆厚度均相等。
4.根据权利要求1所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：n＝1、3或5。
5.根据权利要求1所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：短链全氟化合物包括分子量大于500da的短链pfas和分子量不超过500da的短链pfas；聚阳离子终端纳滤膜和聚阴子终端纳滤膜对分子量大于500da的短链pfas的去除率均不低于99.8％；
6.根据权利要求5所述的选择性去除短链全氟化合物的功能调控纳滤膜，其特征在于：当用于去除pfba、pfpea、pfhxa、pf...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘彩虹，智悦，帅奥，赵小晴，韩乐，何强，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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