【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分离膜的，更具体地，涉及一种聚酰胺复合膜及其制备方法及其应用。
技术介绍
1、近几十年来，人们在开发水处理技术以生产清洁水方面付出了巨大的努力。例如，基于膜的分离技术对海水淡化和不同层次的水处理的实施表现出变革性的影响，特别是对界面聚合(ip)技术制备的聚酰胺(pa)基薄膜复合材料(tfc)膜，已成为纳滤(nf)、反渗透(ro)膜中的黄金标准。tfc膜的分离性能主要取决于pa活性层的特性，包括其表面和体积特性。因此，pa层的设计和改进对调整分离性能具有重要意义。原则上，传统tfc膜的pa选择层一般由水相中的多胺单体(典型的间苯二胺(mpd)、哌嗪(pip)和聚乙烯亚胺(pei))和有机相中的多元酰氯(典型的1,3,5-苯三甲酰氯(tmc))单体通过ip在水-油界面处形成。
2、pa层的生长是一个限制扩散的过程，pa层的形成是由胺类单体向反应区扩散控制的。由于胺类单体从界面到反应区的扩散阻力发生变化，导致胺类单体的扩散率和扩散通量波动，导致聚合反应在空间上呈非均质性。因此，聚合物密度在pa层厚度上的分布极不均，pa层中的自由体积孔隙高度非均匀且分布广泛。研究证明，在油水界面引入自组装表面活性剂单层，可以促进胺类单体的均匀扩散，提高膜的交联度，从而实现高阻盐tfc-pa nf膜。引入亲水中间、真空辅助吸滤、更换新单体、表面改等方法也有助于减少pa层缺陷，提高离子选择性。尽管如此，从低成本和易于操作的角度来看，仍有必要开发基于ip工艺的新策略，在不牺牲通量的情况下实现孔径均匀性。
1、针对上述现有的技术问题，本专利技术的首要目的在于提供一种聚酰胺复合膜的制备方法，通过在水相溶液中加入弱水合离子，促进界面聚合过程中胺单体的扩散，同时抑制酰氯单体的水解，使制备获得的聚酰胺复合膜同时具有较高的水通量，较高的无机盐截留率。
2、本专利技术的另一目的还在于提供所述聚酰胺复合膜的应用。
3、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
4、本专利技术提供了一种兼具渗透性和选择性的聚酰胺复合膜的制备方法，包括以下步骤：
5、步骤(1)向含有多元胺的水相溶液中加入具有弱水合离子的化合物，制备含有弱水合离子的水相溶液；
6、步骤(2)将多元酰氯溶于有机溶剂，制备含有多元酰氯的油相溶液；
7、步骤(3)将上述含多元胺和弱水合离子的水溶液充分浸润多孔底膜表面，之后用气刀吹干，进而再与所述有机溶液充分接触，以及，使所述多元胺和多元酰氯在所述界面处进行缩合聚合反应，之后用油相溶剂清洗除去多余的多元酰氯，最后进行热处理后得到聚酰胺薄层复合膜。
8、在水相中的多元胺与有机相中多元酰氯发生反形成聚酰胺层过程中，所述弱水合离子基团可以破坏胺单体周围水分子之间的氢键，增强胺单体的疏水性，使胺单体更快更均匀地跨界面传输。另一方面，弱水合离子可以抑制多元酰氯的水解，从而形成更致密的聚酰胺层，使其具有较高的盐水选择性。
9、相比于传统的聚酰胺复合膜，本专利技术制备的聚酰胺复合膜在保持较高通量(约30lm-2h-1bar-1)的情况下，更致密均匀的聚酰胺层可以大大提高对无机盐的选择性。用本专利技术制备的聚酰胺复合膜对na2so4截留率均在99.0％以上。
10、本专利技术实施例还提供了前聚酰胺复合膜在工业废水处理、食品加工、医药制备、盐湖提锂、化工废水分盐、海水淡或废水体积减量化等领的应用。
11、所述的弱水合离子为硫氰酸根离子、氧化三甲胺离子和碘离子中的一种。优选地，所述的弱水合离子为硫氰酸根离子。
12、所述的带有弱水合离子的化合物为硫氰酸钠、二水氧化三甲胺、碘化钠中的一种。优选地，所述的带有弱水合离子的化合物为硫氰酸钠。
13、所述硫氰酸钠在水相中的含量为5～50g/l；优选地，所述硫氰酸钠在水相中的含量为20～30g/l；最优选地，所述硫氰酸钠在水相中的含量为30g/l。在上述优选范围下，制备获得的聚酰胺复合膜具有更优异的性能。
14、所述碘化钠在水相中的含量为5～50g/l；优选地，所述碘化钠在水相中的含量为10～20g/l；最优选地，所述碘化钠在水相中的含量为15g/l。在上述优选范围下，制备获得的聚酰胺复合膜具有更优异的性能。
15、所述二水氧化三甲胺在水相中的含量为5～50g/l；优选地，所述二水氧化三甲胺在水相中的含量为25～35g/l；最优选地，所述二水氧化三甲胺在水相中的含量为30g/l。在上述优选范围下，制备获得的聚酰胺复合膜具有更优异的性能。
16、所述多元胺在去离子水中的含量为0.5～20g/l；优选地，所述多元胺在去离子水中的含量为2～5g；最优选地，所述多元胺在去离子水中的含量为4g/l。
17、所述多元酰氯在有机溶剂中的含量为1～10g/l；优选地，所述多元酰氯在有机溶剂中的含量为2～6g/l；最优选地，所述多元酰氯在有机溶剂中的含量为5g/l。
18、所述多元胺选自哌嗪、间苯二胺、聚乙烯亚胺中的一种或多种；优选地，所述多元胺为哌嗪。
19、所述多元酰氯选自1,3,5-苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯中的一种或多种；优选地，所述多元酰氯为1,3,5-苯三甲酰氯。
20、所述基膜的材质为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯。优选地，所述基膜的材质为聚醚砜。
21、所述有机溶剂为正己烷、环己烷、isopar g、甲苯、庚烷、辛烷和氯仿中的一种或多种。优选地，所述有机溶剂为正己烷和isopar g。
22、所述步骤(3)中，多孔基膜浸入水相溶液的时间为3～10min；优选地，底膜浸入水相溶液的时间5min。
23、所述步骤(3)中，界面聚合时间为1～5min；优选地，界面聚合时间为2min。
24、所述步骤(3)中，热处理的温度为50～110℃；优选地，热处理的温度为90℃。
25、所述步骤(3)中，热处理的时间为15～60min；优选地，热处理的时间为30min。
26、进一步地，本专利技术还请求保护上述制备方法制备获得的聚酰胺复合膜。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
28、(1)本专利技术在界面聚合过程中，在水相中加入弱水合离子，弱水合离子基团可以破坏胺单体周围水分子之间的氢键，增强胺单体的疏水性，使胺单体更快更均匀地跨界面传输。另一方面，弱水合离子可以抑制多元酰氯的水解，从而形成更致密的聚酰胺层，使其具有较高的盐水选择性。
29、(2)最终制备的聚酰胺复合膜同时具备较高的水通量和较高的na2so4截留率，其水渗透通量最高可达34.0lm-2h-1bar-1，na2so4截留率均在99.0％以上。
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1.一种聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于，包括了含有弱水合离子的多元胺水相溶液，其具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的弱水合离子为硫氰酸根离子、氧化三甲胺离子和碘离子中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的带有弱水合离子的化合物为硫氰酸钠、二水氧化三甲胺、碘化钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的多元胺为哌嗪、间苯二胺、聚乙烯亚胺中的一种或几种的混合物；多元胺的浓度为1～5g/L。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多元酰氯为1,3,5-苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯中的一种或多种；所述的油相溶液中，多元酰氯的浓度为0.1～2g/L。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，有机溶剂为正己烷、环己烷、IsoparG、甲苯、庚烷、辛烷和氯仿中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，多孔基膜的材质为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚氯乙烯或聚四氟乙烯中的至少一
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，界面聚合反应的时间为10～300s。
9.一种基于权利要求1～8任一项所述制备方法制备获得的聚酰胺复合膜。
10.权利要求9所述聚酰胺纳滤膜在工业废水处理、食品加工、医药制备、盐湖提锂、化工废水分盐、海水淡化或废水体积减量化中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚酰胺复合膜的制备方法，其特征在于，包括了含有弱水合离子的多元胺水相溶液，其具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的弱水合离子为硫氰酸根离子、氧化三甲胺离子和碘离子中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的带有弱水合离子的化合物为硫氰酸钠、二水氧化三甲胺、碘化钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的多元胺为哌嗪、间苯二胺、聚乙烯亚胺中的一种或几种的混合物；多元胺的浓度为1～5g/l。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多元酰氯为1,3,5-苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯中的一种或多种；所述的...
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