[发明专利]一种超低压荷电纳滤膜的动态制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理产品领域，具体的说，本发明涉及一种超低压荷电纳滤膜的动态制备方法。

背景技术

纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种新型膜分离技术，早期被称为“低压反渗透”或“疏松反渗透”。纳滤膜的截留分子量在200-2000之间，能有效截留有机小分子和二价或多价离子。与反渗透相比，纳滤膜在较低操作压力下就可具有较高的水通量，所以，纳滤广泛应用于饮用水处理、有机小分子的分级浓缩、有机物的除盐净化和浓缩等领域，尤其是饮用水领域，利用纳滤膜进行水的软化、去除色度和高分子量的有机物、去除重金属离子等。

当前，商品化的纳滤膜主要是采用界面聚合的方法，制备的活性分离层主要是芳香族聚酰胺，操作压力较高，在0.6-1.5MPa之间，且表层与基膜之间的结合主要是物理吸附作用，长期运行，膜性能下降。紫外接枝法可将荷电单体通过化学共价键固定在基膜表面，增强纳滤膜的稳定性；同时，紫外线穿透力弱，分离功能层较薄，制得的纳滤复合膜操作压力较低，水通量较高。

平郑骅等（中国专利：CN1586702，CN1803265）通过紫外辐照将一种或几种单体接枝到超滤膜上，制备出通量较高的纳滤膜，但是未涉及到动态制备。

魏俊富等（中国专利CN102000511A）采用紫外辐照接枝法制备出中空纤维纳滤膜，但是不能保证中空纤维膜外表面辐照的均匀性，故实用性不强。

曹绪芝等（中国专利：CN101934204A，CN101934205A）采用紫外辐照分步接枝法制备出两性荷电纳滤膜，纳滤膜通量低（0.4MPa下，3～10LMH）。在中国专利CN102247771A中曹绪芝等将超滤膜先后在两种单体中辐照，制备出荷负电纳滤膜。分步辐照法工艺复杂，单体种类多，消耗大。

针对现有技术存在的缺陷，提出本发明。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种工艺简单、成本低、适合工业化生产的纳滤膜的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超低压荷电纳滤膜的动态制备方法，以光敏性聚合物材料制作的超滤膜为基膜，在运动状态下进行紫外辐照接枝，引入一种或一种以上的极性单体，制得表面荷电的超低压纳滤膜。

所述的在运动状态下进行紫外辐照接枝具体为基膜固定不动，紫外辐照光源固定在丝杆上，紫外辐照光源随丝杆的往复运动对基膜进行动态紫外辐照接枝；或者紫外辐照光源固定，基膜在紫外辐照光源下直线运动；基膜和紫外辐照光源的相对运动速度为0.6～30m/h。

所述的光敏性聚合物材料为聚砜（PS）、聚醚砜（PES）、聚醚酮（PEK）、含酚酞基的聚醚砜（PES-C）、含酚酞基的聚醚酮（PEK-C）的一种或上述聚合物的共混或共聚物。基膜的材料选取光敏性聚合物，使辐照过程无需添加光引发剂。

所述极性单体为荷正电单体，为含叔胺基烯类或者烯类铵盐。

所述的荷正电单体为二甲基二烯丙基氯化铵、2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲氨基丙基甲基丙酰胺中的一种。

所述极性单体为荷负电单体，为含磺酸基或羧基的烯类单体。

所述荷负电单体为苯乙烯磺酸钠、丙烯酸、甲基丙烯酸。

使用时，极性单体需稀释，溶剂为水或者醇类，单体溶液的浓度为1%-70%质量比，其中醇类为甲醇、乙醇或异丙醇。

所述的紫外辐照光源是一种高压汞灯，功率在100W～4000W之间选择，主波峰为365nm；紫外辐照光源的光强为4mW/cm²～50mW/cm²，辐照时间为1～30分钟。

作为基膜的超滤膜的截留分子量为1万～10万。

本发明的有益效果具体如下：本发明的辐照接枝反应在常温下即可进行，无需进行氮气保护；工艺简单，成本低，适合工业化大规模生产；制得的荷电纳滤膜在超低压（0.3Mpa下）仍具有较大的通量。

具体实施方式

本发明所制备的纳滤膜的分离性能是在4cm*7cm的不锈钢渗透池中测定的。测试条件为室温，压力0.3MPa。膜的分离性能用纯水通量和脱盐率（250ppm的NaCl、MgCl₂、Na₂SO₄溶液）来表征。

实施例1：

本实例中所用超滤膜是聚砜树脂采用相转化法制备而成，截留分子量为7万。