【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及膜分离，涉及一种反渗透膜及其制备方法，具体涉及一种小分子中性微污染物高效去除的反渗透膜及其制备方法。
技术介绍
1、微污染物(如内分泌干扰物、药物和抗生素等)具有较强的毒性且广泛存在于废水中，尽管它们常以微量浓度(ng/l-μg/l)存在，但对人体健康仍会构成显著威胁。因此，有效去除这些微污染物，对于保障用水安全至关重要。反渗透膜具有分离效率高、出水水质好、易于自动化控制等优点，是水中微污染物去除的主导技术。然而，现有水处理商业反渗透膜对于小分子中性微污染物(<150da)去除效果仍不尽理想。
2、尺寸筛分是反渗透膜去除微污染物的主要机制。为实现对小分子中性微污染物的高效去除，反渗透膜的截留层应足够致密。然而，由于膜渗透性和选择性之间存在制约效应(高溶质截留导致低渗透性)，仅提升反渗透膜截留层致密程度不可避免会损失膜的水渗透性。因此，亟需探究有效的膜制备策略，旨在开发出具有出色中性小分子微污染物去除效能但又不牺牲其水渗透性的反渗透膜。在反渗透膜截留层和基膜之间引入中间层，有望调控界面聚合反应过程，实现反渗透膜截留层致密程度的调控。同时，中间层的存在也可增加截留层的有效过水面积，优化水的传输路径，从而提高反渗透膜的水渗透性。因此，亟需探究工艺简单、价格低廉且高效的中间层引入策略。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种小分子中性微污染物高效去除的反渗透膜及其制备方法和应用，本专利技术采用具有自组装性能的两亲性cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线，自发在水
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一种反渗透膜的制备方法，所述方法包括：首先制备得到cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线，再配制cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液，将cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液置于间苯二胺水溶液的表面进行自组装，再将均苯三甲酰氯正己烷溶液添加到自组装界面，引发界面聚合反应，之后沉积到基膜的表面即可形成所述反渗透膜。
4、在本专利技术的一种实施方式中，所述制备方法具体包括：
5、(1)制备cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线：将l-半胱氨酸和cd(clo4)2的混合溶液调至碱性后，反应，反应结束后固液分离、洗涤、干燥得到cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线；
6、(2)将cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线分散到正己烷溶液中得到cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液，将其置于间苯二胺水溶液的表面，自组装形成连续的cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线自组装界面；
7、(3)将均苯三甲酰氯正己烷溶液添加到步骤(2)得到的cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线自组装界面上，引发界面聚合反应，得到聚酰胺截留层；
8、(4)将步骤(3)得到的聚酰胺截留层和cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线自组装界面沉积到基膜的表面，制备得到反渗透膜。
9、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述l-半胱氨酸和cd(clo4)2的混合溶液可以将l-半胱氨酸和cd(clo4)2直接溶于水中获得，也可以分别制备得到l-半胱氨酸溶液和cd(clo4)2溶液后再混合制备得到。
10、进一步地，当分别制备得到l-半胱氨酸溶液和cd(clo4)2溶液后再混合制备得到时，l-半胱氨酸溶液中l-半胱氨酸的浓度为0.01～0.1mol/l，cd(clo4)2溶液中，cd(clo4)2的浓度为0.004～0.04mol/l，l-半胱氨酸溶液和cd(clo4)2溶液的体积比为1:1。
11、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述调至碱性后混合溶液的ph的为7.5～12.0，优选为7.5～8.5。
12、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述调至碱性优选通过添加naoh溶液实现。
13、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述反应优选在20-45℃下反应48-150h，在此条件下，l-半胱氨酸和cd(clo4)2反应结晶得到cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线。
14、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述固液分离可以离心、过滤等本领域熟知的能够将液相和固相分离的操作过程，目的是将反应产物与溶剂或未反应的物质分离；进一步的，所述洗涤优选利用水洗涤。
15、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所述干燥可以是真空干燥或冷冻干燥；优选的，在40-80℃下真空干燥8-36h。
16、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中，所述cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液中cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线的质量分数为0.01～0.2wt％。
17、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中，所述间苯二胺水溶液为水相溶液，其中，间苯二胺的浓度为1.0～5.0wt％。
18、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中，所述自组装的时间为5～15min，反应温度为4-35℃，优选25℃。
19、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中，所述均苯三甲酰氯正己烷溶液为油相溶液，其中，均苯三甲酰氯的质量分数浓度为0.05～0.15wt％。
20、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中，所述界面聚合反应时间为0.5～10min。
21、在本专利技术的一种实施方式中，所述间苯二胺水溶液和所述cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液的体积比为(40-60)：1。
22、在本专利技术的一种实施方式中，所述间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯正己烷溶液的体积比为(15-25):1。
23、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)中，所述基膜的材质可以为聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈等的任一种，所述基膜截留分子量为20-100kda。
24、本专利技术还提供了上述制备方法制备得到的反渗透膜。
25、本专利技术还提供了上述反渗透膜在水处理中的应用。
26、本专利技术的有益效果为：
27、1、本专利技术利用cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线的自组装特性，在水油界面处构建连续的纳米固相界面，促使间苯二胺在该纳米固相界面上的预富集，提高油相中间苯二胺的浓度，促进界面聚合反应，提升反渗透膜聚酰胺截留层的致密程度，从而提升反渗透膜对小分子中性微污染物的去除效能。
28、2、在界面聚合反应过程中，该cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线自组装纳米固相界面可有效抑制热的消散和纳米气泡的逃逸，促使制备的膜具有明显的峰谷结构，提升膜的比表面积，从而提升反渗透膜的水渗透性。
29、3、本专利技术得到的自组装纳米固相界面能提升反渗透膜截留层的有效过水面积，优化水的传输路径，降低水传输阻力，进一步提升反渗透膜的水渗透性。
30、4、本专利技术提供的反渗透膜具有制备方法简便、条件温和、可控性好、成本低、渗透性高、截留效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：首先制备得到CdⅡ/L-半胱氨酸纳米线，再配制CdⅡ/L-半胱氨酸纳米线正己烷分散液，将CdⅡ/L-半胱氨酸纳米线正己烷分散液置于间苯二胺水溶液的表面进行自组装，再将均苯三甲酰氯正己烷溶液添加到自组装界面，引发界面聚合反应，之后沉积到基膜的表面即可形成所述反渗透膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，步骤(1)中，所述调至碱性后混合溶液的pH的为7.5～12.0。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应20-45℃下反应48-150h。
5.根据权利要求2～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述CdⅡ/L-半胱氨酸纳米线正己烷分散液中CdⅡ/L-半胱氨酸纳米线的质量分数为0.01～0.2wt％；或，所述间苯二胺水溶液的间苯二胺的浓度为1.0～5.0wt％；或，所述均苯三甲酰氯正己烷溶液中均苯三甲酰氯的质量分数浓度为0.05～0.15wt％。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述间苯二胺水溶液和所述CdⅡ/L-半胱氨酸纳米线正己烷分散液的体积比为(40-60)：1；所述间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯正己烷溶液的体积比为(15-25):1。
8.根据权利要求2～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述基膜的材质可以为聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈的任一种。
9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的反渗透膜。
10.权利要求9所述的反渗透膜在水处理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：首先制备得到cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线，再配制cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液，将cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液置于间苯二胺水溶液的表面进行自组装，再将均苯三甲酰氯正己烷溶液添加到自组装界面，引发界面聚合反应，之后沉积到基膜的表面即可形成所述反渗透膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，步骤(1)中，所述调至碱性后混合溶液的ph的为7.5～12.0。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应20-45℃下反应48-150h。
5.根据权利要求2～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线正己烷分散液中cdⅱ/l-半胱氨酸纳米线的质量分数为0.01～0.2wt...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，周慧敏，戴若彬，马伯瞻，徐雅，邹文萱，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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