公布日：2023.12.26
申請(qǐng)日：2023.09.28
分類號(hào)：B01D61/02(2006.01)I;B01D67/00(2006.01)I;B01D69/02(2006.01)I;B01D69/12(2006.01)I;B01D71/56(2006.01)I;B01D71/26(2006.01)I;C02F1/44(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種廢水處理用納濾膜的制備方法，包括如下步驟：步驟1、基膜表面親水化處理：將超濾基膜采用甲醇溶液沖洗處理后，取出晾干，保持清潔，然后利用等離子處理機(jī)對(duì)超濾基膜進(jìn)行氧等離子體處理，然后取出超濾基膜，用甲醇溶液浸泡除去未反應(yīng)的單體，得親水化超濾基膜；步驟2、分離層的制備：步驟2-1、水相溶液的制備：步驟2-2、油相溶液的制備：步驟2-3、界面聚合反應(yīng)：步驟3、溶劑活化處理：將聚酰胺反滲透膜片在極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中活化處理，然后去離子水沖洗后，制得納濾膜。本發(fā)明具有較高的水通量、較好的多價(jià)離子分離性能，以及優(yōu)異的耐酸性、耐堿性和耐溶劑性，能夠應(yīng)用于極端環(huán)境下的工業(yè)廢水處理中。
權(quán)利要求書
1.一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1、基膜表面親水化處理：將超濾基膜采用甲醇溶液沖洗處理后，取出晾干，保持清潔，然后利用等離子處理機(jī)對(duì)超濾基膜進(jìn)行氧等離子體處理，然后取出超濾基膜，用甲醇溶液浸泡除去未反應(yīng)的單體，得親水化超濾基膜；步驟2、分離層的制備：步驟2-1、水相溶液的制備：將多元胺、表面活性劑與水混合，并攪拌均勻，制得水相溶液；步驟2-2、油相溶液的制備：將含酰氯單體物質(zhì)溶解到有機(jī)溶劑中，攪拌溶解，制得油相溶液；步驟2-3、界面聚合反應(yīng)：將親水化超濾基膜在水相溶液中浸潤(rùn)處理，然后取出并去除表面多余溶液后，浸泡于油相溶液中進(jìn)行界面聚合反應(yīng)生成聚酰胺分離層，反應(yīng)結(jié)束后，取出并去除多余溶液后，進(jìn)行熱處理，然后采用去離子水浸泡洗滌后，得到聚酰胺反滲透膜片；步驟3、溶劑活化處理：將聚酰胺反滲透膜片在極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中活化處理，然后去離子水沖洗后，制得納濾膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，所述氧等離子體處理所采用的處理氣體為氧氣，功率為10-50W，處理時(shí)間為10-30s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，所述極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑包括DMSO、THF、DMF或NMP中的一種或多種；所述活化處理的時(shí)間為1-10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述超濾基膜采用聚烯烴基超濾基膜；所述聚烯烴基超濾基膜選自聚偏氟乙烯超濾基膜、聚乙烯超濾基膜、聚丙烯超濾基膜中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，所述甲醇溶液的濃度為5％；所述甲醇溶液的沖洗時(shí)間為5-10min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，所述水相溶液中，多元胺的濃度為0.5～3wt％，表面活性劑的濃度為0.1～0.3wt％；所述多元胺包括乙二胺、間苯二胺、聚乙烯亞胺、聚苯胺等多元胺中的一種或多種；所述表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，所述油相溶液中，含酰氯單體物質(zhì)的濃度為0.05～0.3wt％；所述含酰氯單體物質(zhì)包括間苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯中的一種或兩種；所述有機(jī)溶劑包括正己烷、IsoparG、IsoparE中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，在水相溶液中的浸潤(rùn)處理時(shí)間為30-120s；界面聚合反應(yīng)的時(shí)間為10-90s。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其特征在于，熱處理的溫度為50℃-90℃；熱處理的時(shí)間為2-12min。
10.一種采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述制備方法制備的納濾膜，其特征在于，包括超濾基膜層和聚酰胺分離層。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種廢水處理用納濾膜的制備方法，其制備的膜片具有較高的水通量、較好的多價(jià)離子分離性能，以及優(yōu)異的耐酸性、耐堿性和耐溶劑性，能夠應(yīng)用于極端環(huán)境下的工業(yè)廢水處理中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
一種廢水處理用納濾膜的制備方法，包括如下步驟：
步驟1、基膜表面親水化處理：將超濾基膜采用甲醇溶液沖洗處理后，取出晾干，保持清潔，然后利用等離子處理機(jī)對(duì)超濾基膜進(jìn)行氧等離子體處理，然后取出超濾基膜，用甲醇溶液浸泡除去未反應(yīng)的單體，得親水化超濾基膜；
步驟2、分離層的制備：
步驟2-1、水相溶液的制備：將多元胺、表面活性劑與水混合，并攪拌均勻，制得水相溶液；
步驟2-2、油相溶液的制備：將含酰氯單體物質(zhì)溶解到有機(jī)溶劑中，攪拌溶解，制得油相溶液；
步驟2-3、界面聚合反應(yīng)：將親水化超濾基膜在水相溶液中浸潤(rùn)處理，然后取出并去除表面多余溶液后，浸泡于油相溶液中進(jìn)行界面聚合反應(yīng)生成聚酰胺分離層，反應(yīng)結(jié)束后，取出并去除多余溶液后，進(jìn)行熱處理，然后采用去離子水浸泡洗滌后，得到聚酰胺反滲透膜片；
步驟3、溶劑活化處理：將聚酰胺反滲透膜片在極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中活化處理，然后去離子水沖洗后，制得納濾膜。
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述氧等離子體處理所采用的處理氣體為氧氣，功率為10-50W，處理時(shí)間為10-30s。
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑包括DMSO、THF、DMF或NMP中的一種或多種；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述活化處理的時(shí)間為1-10min。
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，步驟1中，所述超濾基膜采用聚烯烴基超濾基膜；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述聚烯烴基超濾基膜選自聚偏氟乙烯超濾基膜、聚乙烯超濾基膜、聚丙烯超濾基膜中的一種或多種。
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述甲醇溶液的濃度為5％；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述甲醇溶液的沖洗時(shí)間為5-10min。
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述水相溶液中，多元胺的濃度為0.5～3wt％，表面活性劑的濃度為0.1～0.3wt％；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述多元胺包括乙二胺、間苯二胺、聚乙烯亞胺、聚苯胺等多元胺中的一種或多種；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的一種或多種；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述油相溶液中，含酰氯單體物質(zhì)的濃度為0.05～0.3wt％；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述含酰氯單體物質(zhì)包括間苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯中的一種或兩種；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述有機(jī)溶劑包括正己烷、IsoparG、IsoparE中的一種或多種。
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，在水相溶液中的浸潤(rùn)處理時(shí)間為30-120s；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，界面聚合反應(yīng)的時(shí)間為10-90s；
作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，熱處理的溫度為50℃-90℃；熱處理的時(shí)間為2-12min。
一種采用所述制備方法制備的納濾膜，包括超濾基膜層和聚酰胺分離層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所取得的有益效果如下：
本發(fā)明選用具有耐化學(xué)穩(wěn)定性的聚烯烴基底膜，其浸潤(rùn)性極低，在利用氧等離子親水化處理后，能夠使聚烯烴基膜表面原子被氧化形成新的炭氫健和碳鏈結(jié)構(gòu)，不僅增強(qiáng)了基膜表面的親水性，有效促進(jìn)胺單體的吸附和擴(kuò)散，還能夠與酰氯單體形成更加穩(wěn)固的交聯(lián)結(jié)構(gòu)層，增加了其表面化學(xué)腐蝕性，可進(jìn)一步提高化學(xué)穩(wěn)定性。此外，聚烯烴基底膜在后期溶劑活化處理過程中也具有良好的穩(wěn)定性。
本發(fā)明先采用氧等離子體對(duì)超濾基膜進(jìn)行親水化處理，并對(duì)酰氯單體和多元胺進(jìn)行選型，提高聚酰胺膜層的致密性，然后再采用極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑對(duì)聚酰胺膜層進(jìn)行活化處理，使致密的聚酰胺膜層溶脹變形，形成松散的納濾膜，從而提高了納濾膜的水通量、分離性能以及耐酸、耐堿和耐溶劑性能，確保其能夠在極端的工業(yè)廢水環(huán)境中能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。
本發(fā)明超濾基膜材質(zhì)、氧等離子體親水化處理方式及參數(shù)、酰氯單體和多元胺進(jìn)行選型及用量、極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑的活化處理等操作間相互影響，并作為一個(gè)整體共同作用，從而獲得具有很好的分離性能、滲透性能和優(yōu)異的耐酸、耐堿、耐溶劑性能的納濾膜。
本發(fā)明工藝操作簡(jiǎn)單、易于控制、成本低、適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
（發(fā)明人：羅培棟;謝梅;朱建軍;楊媛媛）
