[发明专利]复合纳滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及分离膜领域，公开了一种复合纳滤膜及其制备方法和应用。本发明的复合纳滤膜包括依次层叠的支撑层和分离层，所述分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得所述多元酚类化合物与所述分离层中的氨基交联；其中，所述分离层由包括具有氨基的聚合物和多元醇缩水甘油醚的组合物相互交联而成。本发明的纳滤膜不仅具有优异的透水性和截盐性，而且由于材料本身的特性以及分离层所形成致密的交联网络结构，该纳滤膜表现出优异的耐酸/碱稳定性，可以在pH＝0～14的条件下均保持良好的分离性能。此外，本发明的复合纳滤膜制备方法简单，极具工业应用前景。

技术领域

本发明涉及分离膜领域，具体地，涉及一种复合纳滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几纳米左右，对单价离子和分子量小于200的有机物脱除较差，而对二价或多价离子及分子量介于200-500之间的有机物有较高的脱除率。可广泛地用于淡水软化、海水软化、饮用水净化、水质改善、油水分离、废水处理及回收利用，以及染料、抗生素、多肽和多糖等化工制品的分级、纯化及浓缩等领域。

目前，商业纳滤膜大多以聚砜超滤膜作为支撑层，在超滤膜上表面原位进行多元胺水相与多元酰氯有机相的界面聚合，最终的产品为复合纳滤膜。常见的水相单体为哌嗪或哌嗪取代胺，有机相为均苯三甲酰氯或一种多官能酰卤，如在专利号US4769148和US4859384中所公开报道的内容，大量未反应的酰氯基团水解成羧酸，使纳滤膜表面带负电，利用电荷效应，聚哌嗪酰胺复合纳滤膜对高价阴离子具有较高的截留率，对单价阴离子具有可调的截留率。此外，专利号US4765897、US4812270和US4824574还提供了一种如何将聚酰胺复合反渗透膜转变成纳滤膜的方法。但是，由于材料本身特性的限制，在极端pH环境下，特别是强碱条件下，传统的聚酰胺类纳滤膜会发生降解，由于聚酰胺纳滤膜的使用pH范围一般为2-11，所以只能用于中性介质或者接近中性的弱酸弱碱性介质。

因此，开发一种不仅具有优异截盐率和透水性，而且可以在极端水环境下(强酸、强碱)稳定工作的纳滤膜材料，具有十分重要的现实意义和商业价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的存在的纳滤膜耐酸性以及耐碱性差的缺陷，提供一种复合纳滤膜及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种复合纳滤膜，该复合纳滤膜包括依次层叠的支撑层和分离层，所述分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得所述多元酚类化合物与所述分离层中的氨基交联；其中，所述分离层由包括具有氨基的聚合物和多元醇缩水甘油醚的组合物相互交联而成。

优选地，所述分离层经过表面改性后表面上形成有0.001-0.1μm厚的表面改性膜，优选形成有0.01-0.05μm厚的表面改性膜。

优选地，所述具有氨基的聚合物为脂肪胺类聚合物、聚赖氨酸和壳聚糖中的一种或多种；更优选地，所述脂肪胺类聚合物选自聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚丙烯亚胺和聚丙烯胺中的一种或多种。

优选地，所述多元醇缩水甘油醚为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚和烯丙基缩水甘油醚中的一种或多种；

更优选地，所述多元醇缩水甘油醚为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚和1,6-己二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。

优选地，所述多元酚类化合物为单宁酸、茶多酚、苹果多酚、葡萄多酚、圣草酚、柚苷配基、表儿茶素、木樨草素、芹菜配基、堪非醇、杨梅黄素和染料木素中的一种或多种；更优选地，所述多元酚类化合物为单宁酸、茶多酚、苹果多酚、圣草酚、柚苷配基和葡萄多酚中的一种或多种；进一步优选地，所述多元酚类化合物为单宁酸。