[发明专利]一种高韧性纳滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种高韧性纳滤膜的制备方法，属于分离膜制备技术领域。本发明将N,N’‑二环己基碳化二亚胺在己二酸溶液熔融分散，分散后向其中滴加甲氧基苯甲酸联苯酚单酯升温混合搅拌，搅拌后抽滤烘干得到滤饼，再将滤饼与二氯亚砜混合，升温冷凝回流反应，真空浓缩制得回流产物，然后将回流产物与壳聚糖低温混合搅拌并进行冷冻，冷冻中过滤得到改性滤饼，最后将改性滤饼与壳聚糖、乙酸混合，混合后涂于玻璃板上烘干制得高韧性纳滤膜，本发明利用聚砜和N,N’‑二环己基碳化二亚胺对壳聚糖进行改性，使壳聚糖中引入荷电基团，加强纳滤膜的截留能力，并经过反应使壳聚糖分子上生成酰胺基团，从而加强纳滤膜的力学强度和化学稳定性。

技术领域

本发明涉及一种高韧性纳滤膜的制备方法，属于分离膜制备技术领域。

背景技术

纳滤是20世纪80年代中期发展起来的、介于反渗透与超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术，其操作压差为0.2～2.0MPa，截留分子量为200～1000Da，用于分子大小约为1nm的溶解组分的分离。纳滤膜是进行海水和苦咸水淡化、地下水的软化、被污染水中的低分子有机物去除、工业废水中有用物质的回收等的重要膜材料，对于水资源的开发利用、改善人们生存环境和生活质量。

目前绝大部分的纳滤膜属于薄层复合膜，即在基膜上复合一层具有纳米级孔径的超薄表层。我国在纳滤膜方面的研究始于上世纪90年代初，高从堦院士在1993年的兴城会议上首次提出纳滤膜的概念，并对国外纳滤技术做了简要介绍。自此，纳滤膜的研究成了我国膜科技工作者研究的热点，尤其是复合纳滤膜的研究。与国际水平相比，我国纳滤膜技术还处于起步阶段，在膜材料和膜组件方面都有较大差距：首先还没有高性能商品化的纳滤膜和高性能大型纳滤膜组件，其次纳滤膜技术应用还停留在小型实验和工业性试验阶段，尚未实现工业化的连续化生产。

纳滤膜表面致密层的孔径介于超滤膜与反渗透膜之间，其制备方法主要有L-S相转化法、转化法、共混法、荷电法、以及复合法等。复合法是目前使用的最多也是最有效的制备纳滤膜的方法，也是生产商品化纳滤膜品种最多、产量最大的方法，该方法是在超滤基膜上复合一层具有纳米级孔径的超薄表面活性层。复合膜的制备包括基膜的制备、表面活性层的制备和复合。

纳滤膜的分离小分子的尺寸在200到1000Da分子量之间，其范围刚好符合有机溶剂分离回收利用的要求，近几年来，越来越多的学者关注到使用纳滤方法来分离有机溶剂。跟传统的有机溶剂分离方法相比，纳滤膜分离有机溶剂操作较简单、能耗较低、污染较低、占地面积比较小，基于上述的优点，因此得到了广泛的关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前纳滤膜截留效率低，韧性不足的缺陷，提供了一种高韧性纳滤膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

高韧性纳滤膜的具体制备步骤为：

称取有机改性剂、壳聚糖和质量分数为8～10%的乙酸溶液投入烧杯中，用搅拌器以600～620r/min的转速混合搅拌制得混合铸膜液，将混合铸膜液均匀涂于玻璃板上，将玻璃板置于烘箱中，在温度为65～75℃的条件下放置13～14h，出料即得高韧性纳滤膜。

有机改性剂的具体制备步骤为：

（1）称取甲氧基苯甲酸联苯酚单酯、四氢呋喃和吡啶投入烧杯中，将烧杯置于水浴温度为60～64℃的水浴锅中，用搅拌器在转速为500～520r/min的条件下混合搅拌50～60min制得预制混合液；

（2）将混合溶液投入锥形瓶中，向锥形瓶中以15～17mL/min的滴加速率向锥形瓶中滴加预制混合液，滴加结束后将锥形瓶至于摇床中，常温下振荡3～5h制得反应产物，将反应产物投入抽滤机中抽滤得到滤饼，用无水乙醇清洗滤饼3～5次，投入烘箱中在温度为105～115℃的条件下烘干；