[发明专利]基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜及其制备方法，其制备过程包括：通过原子转移自由基聚合法制备两亲性嵌段共聚物；利用酰卤单体改性两亲性嵌段共聚物制备含不饱和键的光活性两亲共聚物；将光活性两亲共聚物、交联剂、光引发剂和溶剂混匀后，得到改性混合液，然后将疏水性基膜浸泡于所述改性混合液中，并置于紫外光下照射以发生交联反应，得到所述基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜。该复合蒸馏膜具有很高的抗污染性能和长期稳定性，可用于高浓度含盐废水的浓缩与资源回用。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，尤其涉及一种基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜及其制备方法。

背景技术

膜蒸馏技术是一种利用蒸汽压差驱动的新型膜分离技术，蒸汽压较高的热侧污水汽化，蒸汽分子穿过疏水性膜孔进入冷侧凝结，从而实现水与污染物的高效分离，具有分离效率高、对污染物浓度不敏感、运行压力和温度低、可利用工业余热或废热等诸多优点。然而，在膜蒸馏运行过程中，疏水性的膜表面易于被无机盐、有机物等物质污染，也易于被表面活性剂类物质所润湿，严重阻碍了膜蒸馏技术的推广应用。

基于表面科学的相关理论，目前人们主要构筑了超疏水膜、亲水-疏水复合膜、超疏水超疏油蒸馏膜，以提高蒸馏膜对无机盐、油类等有机物和表面活性剂类物质等污染物的耐受能力。比如CN108404685A公开的一种高通透、耐润湿、抗污染蒸馏用多孔膜的制备方法，使用静电喷雾技术将超亲水皮层喷涂于超疏水基材上，得到不对称超润湿复合纳米纤维蒸馏膜，有效提高了蒸馏膜的抗污染和抗润湿性能；Yuxi Huang等(Journal ofMembrane Science,2017,531,122-128)通过同轴静电纺技术构筑的超双疏蒸馏膜，有效提高了其在表面活性剂存在下的抗污染性能。然而，需要指出的是，超疏液表面构筑过程繁琐复杂，且其微纳米结构、内凹结构等固有的脆弱性，降低了现有蒸馏膜的广谱抗污性和耐久性，严重限制了蒸馏膜在工业中的应用。

近年来，双亲性共连续聚合物网络(APCN)在抗粘附、抗污染领域的应用潜力受得了广泛关注。APCN是由亲水相和疏水相通过共价键连接并分别以连续相存在的聚合物网络，具有宏观均匀、微观分相的特点，其特殊的微纳米分相结构，使其不易受到多种污染物的污损。

发明内容

针对现有技术的不足，以及APCN双亲网络的抗污染特性，本发明的目的是提供一种基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜及其制备方法，该复合蒸馏膜具有很高的抗污染性能和长期稳定性，可用于高浓度含盐废水的浓缩与资源回用。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的第一个目的是提供一种基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)两亲性嵌段共聚物的制备：利用PDMS基大分子引发剂引发亲水单体的原子转移自由基聚合反应(ATRP)，制备两亲性嵌段共聚物；

(2)光活性两亲共聚物的制备：将所述两亲性嵌段共聚物与含双键的酰卤在第一缚酸剂的作用下，在溶剂中于0～4℃下反应6～12h，反应完全后得到含不饱和双键的光活性两亲共聚物；所述第一缚酸剂、两亲性嵌段共聚物、溶剂和酰卤的重量比为1.0～7.0：200～800：5000～50000：200～800；

(3)基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜的制备：将光活性两亲共聚物、交联剂、光引发剂和溶剂混匀后，得到改性混合液，然后将疏水性基膜浸泡于所述改性混合液中，并置于紫外光下照射以发生交联反应，清洗烘干后得到所述基于双亲网络的抗污染复合蒸馏膜；所述光活性两亲共聚物、交联剂、溶剂和光引发剂的重量比为100：10～30：1000～5000：2～10。

优选地，在步骤(1)中，所述两亲性嵌段共聚物的制备方法包括以下步骤：