[发明专利]一种耐溶剂聚酰亚胺膜、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种耐溶剂聚酰亚胺分离膜、制备方法及应用，属于聚合物膜技术领域。本发明通过在聚酰亚胺膜表面通过三亚乙基四胺（TETA）和氧化石墨烯（GO）构成的修饰液，以真空过滤的方法，对其进行表面反应修饰。本发明的特点是简单的一步操作既提高了聚酰亚胺膜的耐溶剂性又提高了氧化石墨烯在表面修饰的稳定性，同时二胺单体交联的GO片提高片层间距与稳定性。制得的复合膜可用在极性溶剂中的染料处理，截留高、通量大。

技术领域

本发明涉及一种耐溶剂聚酰亚胺膜、制备方法及应用，属于聚合物膜技术领域。

背景技术

纳滤是介于超滤和反渗透之间的新型膜分离技术，截留分子量在 200-1000道尔顿范围内。与超滤膜和反渗透膜相比较，纳滤膜由于具备在较低的操作压力下具有高的水通量和高的截留率的优点，特别是对二价离子和低分子量的有机小分子具有高的截留率(大于 90％ )，以及具有无相变、成本低以及易集成化、模块化及自动化等方面的优点， 在全球淡水资源的短缺及水污染的日益严重的背景下， 纳滤技术被广泛用于污水再生利用、有价物料分离、 垃圾渗滤液处理以及饮用水净化等等诸多水净化相关领域。

聚酰亚胺聚合物（P84）属于高性能聚合物,因其优良的耐热性和阻燃性,在好几个应用领域处于领先地位。聚酰亚胺膜在对有机气体和液体的分离上具有特别重要的意义。但通常它仅耐醇类，甲苯，酮等溶剂，在酰氯等极性溶剂中往往会溶解，并且由于P84表面电负性、亲水性较弱与GO涂覆液结合力较弱，这在很大程度上制约了聚酰亚胺膜的发展，因此，需要对其进行亲水性、耐溶剂化的改性。

氧化石墨烯（GO）薄片具有蜂窝状二维结构，由于具有高的比表面积、较高的孔隙率、优异的光透过性、导电性以及无毒、环保等特点，氧化石墨烯在很多领域得到广泛的研究。近年来，氧化石墨烯膜的制备及其应用成为一大研究热点，然而却少有人将其用于有机溶剂体系，这主要是制备耐有机溶剂的GO纳滤膜面临一些挑战：(1) GO薄片在有机溶剂体系中趋于溶胀，对性能的长期稳定性产生较大的影响；（2）对基膜的耐有机溶剂性能要求高；

发明内容

本发明的目的是：通过修饰的方式，提高聚酰亚胺膜的亲水性和耐溶剂性。

本发明的第一个方面，提供了：

一种耐溶剂聚酰亚胺分离膜，具有如式（I）所示的重复单元结构：

（I）

其中，X和Y选自式（II）或式（III）中的任意一个，且X和Y不同。

（I I）；

（I I I）。

本发明的第二个方面，提供了：

一种聚酰亚胺膜的表面修饰剂，是指含有氧化石墨烯、三亚乙基四胺的水溶液。

在一个实施方式中，所述的氧化石墨烯的浓度是0.005～0.1g/L，所述的三亚乙基四胺的浓度是1～50g/L。

本发明的第三个方面，提供了：

耐溶剂聚酰亚胺分离膜的制备方法，包括如下步骤：

第1步，提供p84聚酰亚胺基膜；

第2步，将表面修饰剂施加于p84聚酰亚胺基膜的表面，使发生交联反应。

在一个实施方式中，在基膜的表面上氧化石墨烯的负载量可以是1×10^-6～1×10^-5mg/m²。