[发明专利]一种UIO-66-NH2

说明书

本发明涉及一种高性能聚酰胺复合膜，由无纺布、多孔支撑层、含有UIO‑66‑NHsubgt;2/subgt;基衍生物的聚酰胺致密层组成，其中多孔支撑层是在无纺布表面上含有的聚砜超滤层；含有UIO‑66‑NHsubgt;2/subgt;基衍生物的聚酰胺致密层是将多孔支撑层先后至于水相胺溶液与油相酰氯溶液中，经界面聚合而成，其中，水相胺单体溶液或油相酰氯溶液均可含UIO‑66‑NHsubgt;2/subgt;基衍生物。用于改性的酰氯类、酸酐类、环氧醚类小分子具有结构简单、廉价易得等优点，且改性方法简单，便于在工业应用中推广。

技术领域

本发明涉及一种反渗透复合膜及其制备方法，具体的涉及一种采用UIO-66-NH₂基原位制备高通量、稳定性、均匀性聚酰胺膜的方法，属于膜分离技术领域。

背景技术

自反渗透膜制备工艺由相转化演变为界面聚合以来，膜结构也随之由传统的非对称转变为目前成熟的复合结构。界面聚合制备的复合膜由无纺布、超滤膜和致密聚酰胺层构成，具有良好的稳定性、较大的水通量和一定的耐压性，可满足家用、工业及苦咸水/海水淡化等多样化需求。随着膜技术的逐渐普及，水深度处理日渐成为共识，同时，多样化的应用场合对聚酰胺复合膜的性能提出了更高要求。如何制备高通量、高选择性聚酰胺膜成为新的挑战。

2005年，Hoek和他的同事首次提出将纳米颗粒掺入聚酰胺膜中，形成聚酰胺纳米复合膜，即将纳米材料分散在常规聚酰胺聚合物链段之中，纳米粒子可与聚合物链主链上存在特定的官能团相互作用，一般为离子性的或具有孤对电子的基团，其可作为螯合剂且还可对纳米颗粒施加稳定作用。这些纳米复合膜可用于水处理，有机溶剂纳滤，气体分离，渗透蒸发，传感器应用等领域。一般常用的纳米材料如基于碳的纳米填料（碳纳米管，氧化石墨烯，碳量子点，带有金属和金属氧化物的还原氧化石墨烯），基于金属和金属氧化物的纳米填料（基于银，铜，二氧化钛，氧化锌，氧化铝和金属有机骨架）和其他纳米尺寸的填料（基于二氧化硅，埃洛石，沸石和纤维素纳米晶体）。

碳纳米管具有优异的水分子快速输送特性及良好的防污特性，而氧化石墨烯具有防污和抗微生物的特性，上述纳米颗粒可用于抗污染膜的制备。研究者制备了碳量子点掺杂的聚酰胺膜，具有一定的耐氯性、稳定的通量和截留率。另有研究者将银纳米颗粒固定在膜表面，提供聚酰胺膜有效和直接的抗菌性能。另有研究者将纳米颗粒CuO、ZnO、氧化铝添加到聚酰胺反渗透膜中，制备的膜具有优异的亲水性，可提高膜微生物结垢能力，且不影响脱盐效率。将纳米二氧化硅加入聚酰胺膜内，可增加机械和化学稳定性，亲水性，并提升水通量和抗结垢性能。采用NaY沸石纳米颗粒进行后处理可提升水通量。在现有的纳米材料中，MOFs掺杂的聚酰胺膜显示出截留率和水通量的增加。一般来讲，聚酰胺膜中使用的纳米颗粒浓度非常少。因此，在水处理过程中，这些数量较少的纳米颗粒不会对膜材料造成任何负面影响，随着纳米颗粒在聚酰胺膜内存在，会对反渗透膜渗透性和选择性产生积极影响，如提升膜亲水性，机械性能，及良好化学稳定性，热稳定性，最重要的是可提高截留率和水通量。目前来看，改善纳米粒子与有机聚酰胺膜之间的界面相互作用对于下一代高选择性和高稳定性聚酰胺反渗透和纳滤膜的构建至关重要。