[发明专利]一种两性离子纳米胶囊改性聚酰胺纳滤膜的制备方法

说明书

一种两性离子纳米胶囊改性聚酰胺纳滤膜的制备方法，包含：(一)两性离子纳米胶囊的制备：将吐温80和司班80溶于正己烷中得到油相；将过硫酸铵、双亲性poly(MAA₁₆‑Co‑MMA₉)RAFT试剂、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱和N,N‑亚甲基双丙烯酰胺溶于pH值6‑9的磷酸缓冲盐溶液中，得到水相；搅拌中将水相缓慢滴入油相，冰水浴中搅拌预乳化形成粗乳液；粗乳液经超声制得细乳液；细乳液中加入四甲基乙二胺，反应得到两性离子纳米胶囊；(二)纳滤膜的制备：以聚砜基膜为支撑底膜，以均苯三甲酰氯和哌嗪为主要单体，以两性离子纳米胶囊为添加剂，通过界面聚合法制备得到纳滤膜。本发明大大提高了原膜的抗污染性能，在截留率变化不大的情况下，提高其水通量。

技术领域

本发明属于纳滤膜分离领域，特别涉及到一种两性离子纳米胶囊改性聚酰胺纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤(Nanofiltration,简称NF)，因其操作压力低、选择性好等特点，常用于分离小分子有机物及盐离子。但是随着纳滤技术的不断发展，纳滤膜的污染问题成为膜技术发展的重要瓶颈。两性离子纳米中空胶囊具有很好的亲水性，将其掺杂在膜上不仅可以改善膜的抗污染性能，而且可以提高其水通量。

纳米粒子达到纳米级时具有比表面积急剧增加、表面原子数增多、表面自由能增强、表面活性增强等优点，使纳米粒子具有不同于一般材料的一些特性。而且其大的比表面积、强界面结合效应和客观量子隧道效应，使纳米材料具有一般材料所不具备的优异性能，所以将纳米粒子与一些成膜材料共混可以有效地改善原始膜的多方面性能。

磺酸甜菜碱型聚合物是一类具有磺酸根阴离子和季铵盐阳离子基团、并且两者位于高分子链同一单体单元上的物质，因其良好的亲水性和耐污染性，现已逐渐成为一类新型的膜改性材料。磺酸甜菜碱型聚合物通过分子链间静电吸引作用和亲疏水作用，可形成含有一定数量高分子链的聚集体，即胶体纳米粒子。若将磺酸甜菜碱型胶体纳米粒子引入到聚酰胺膜中，不仅可以利用良好的亲水性和强耐污染性，还可凭借其独特的纳米孔洞结构，提高膜的水渗透性和耐污染性，使其能够更好地满足日常生活的需要。两性离子纳米胶囊的出现具备了两性聚合物和纳米粒子各自独特的特点，由于其良好的亲水性，大大提高了原膜的抗污染性能，在截留率变化不大的情况下，其水通量明显提高了。

发明内容

本发明针对水处理中纳滤膜被严重污染问题，提出了一种两性离子纳米胶囊改性聚酰胺纳滤膜的制备方法，以大大提高原膜的抗污染性能，在截留率变化不大的情况下，提高其水通量。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种两性离子纳米胶囊改性聚酰胺纳滤膜的制备方法，包含以下步骤：

(一)两性离子纳米胶囊的制备步骤如下：

(1-1)配置油相：将吐温80(tween80)和司班80(span80)加入到正己烷中，磁力搅拌使其均匀溶解，得到油相，其中吐温80与司班80的质量百分比浓度分别为0.3-1.5％和0.9-4.5％；

(1-2)配置水相：用氢氧化钠溶液调节磷酸缓冲盐溶液(PBS)pH值至6-9后依次加入过硫酸铵(APS)、双亲性poly(MAA₁₆-Co-MMA₉)RAFT试剂、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)和N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)，磁力搅拌使其溶解均匀，得到水相，其中过硫酸铵、双亲性poly(MAA₁₆-Co-MMA₉)RAFT试剂、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱和N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分比浓度分别为0.2-0.5％、0.1-0.7％、1-3％和2-5％；

(1-3)油相剧烈搅拌，将水相缓慢滴入油相，使水相与油相的体积比例为1：10-20，15-30min钟后，将搅拌得到的乳液置于冰水浴中，继续剧烈搅拌预乳化15-40min，形成粗乳液；