[发明专利]一种无压驱动纳滤分离膜、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种无压驱动纳滤分离膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳球进行氧化处理得到氧化碳球；(2)将氧化碳球浸泡到多巴胺Tris‑HCl缓冲液中得到混合液，再将混合液置于基材上真空抽滤成膜，得到氧化碳球/聚多巴胺复合膜；(3)将氧化碳球/聚多巴胺复合膜加入到四羟甲基氯化磷溶液中，浸泡后取出，干燥，得到无压驱动纳滤分离膜。制备得到的无压驱动纳滤分离膜具有支撑层和氧化碳球/聚多巴胺/四羟甲基氯化磷选择层，支撑层包括基材。该无压驱动纳滤分离膜的制备方法简单、可以在无压驱动的条件下，高效截留废水中的染料分子，节能环保，在污水处理领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种无压驱动纳滤分离膜、制备方法及应用。

背景技术

膜分离是指利用膜的选择性分离实现料液中不同组分的分离、纯化、浓缩的过程，膜分离技术兼有分离、浓缩和纯化等功能，且高效、节能、环保、过滤过程简单、易于控制，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保等领域。分离膜可以根据孔径大小可以分为：微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等，相比于其他分离膜，纳滤膜具有膜通量大、渗透压低、选择性分离等优点。

四羟甲基氯化磷(THPC)，为无色透明液体，呈弱酸性，不仅是绿色季磷盐杀菌剂，还是一种优良的纺织品阻燃剂。聚多巴胺作为一种简单高效改进表面功能的镀膜广泛被人们使用，多巴胺是含有邻苯二酚还有氨基的化合物，在碱性条件下邻苯二酚会转化为醌自我聚合形成聚多巴胺，聚多巴胺具有优异的粘附能力，可以对基材表面进行修饰，改善基材的分散性、润湿性等。

公开号为CN108339416B的中国专利文献中公开了一种纳滤膜及其用途，所述的纳滤膜包括依次叠合的基底层、纤维素纳米纤维层和过滤层，所述过滤层中均匀分散有至少一种聚电解质，其中聚电解质为羧甲基纤维素、聚乙烯亚胺或壳聚糖中的至少一种，基底层由依次叠合的无纺布层和电纺纳米纤维层组成。该纳滤膜具有离子选择性，能够选择性的分离单价金属离子和多价金属离子，但是制备方法繁琐，不利于大规模生产。

公开号为CN106422812B的中国专利文献中公开了一种多巴胺纳滤膜的制备方法，首先配制多巴胺与亲核试剂的混合溶液，将基膜浸入所述的多巴胺与亲核试剂的混合溶液中，振荡、清洗、晾干后浸泡在交联剂溶液中反应，干燥得到多巴胺纳滤膜，所述的亲核试剂为N-甲基-D葡糖胺(NMG)，乙二胺和哌嗪中的至少一种，所述的交联剂为戊二醛乙醇溶液。该发明通过亲核试剂调控多巴胺的自聚过程，在较短的时间里形成交联点密度大的聚多巴胺涂层，制备得到多巴胺纳滤膜分离性能较好。但该纳滤膜需要压力驱动发挥作用。

发明内容

为了解决现有技术中纳滤膜的使用需要压力驱动的问题，本发明提供了一种无压驱动纳滤分离膜的制备方法，工艺简单，原料利用率高，制备得到的无压驱动纳滤分离膜可以在无压驱动的条件下，高效截留废水中的染料分子，节能环保。

具体采用的技术方案如下：

一种无压驱动纳滤分离膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳球进行氧化处理制备得到氧化碳球；

(2)将氧化碳球浸泡到多巴胺Tris-HCl缓冲液中得到混合液，再将混合液置于基材上真空抽滤成膜，得到氧化碳球/聚多巴胺复合膜；

(3)将氧化碳球/聚多巴胺复合膜加入到四羟甲基氯化磷溶液中，浸泡后取出，干燥，得到无压驱动纳滤分离膜。

本发明以碳球、多巴胺、四羟甲基氯化磷等为原料；碳球具有较大的比表面积和吸附性能，首先对碳球进行氧化处理得到氧化碳球，氧化碳球具有大量的含氧官能团；多巴胺自聚合生成聚多巴胺具有优异的粘附能力，可以对氧化碳球表面进行修饰改性，增加氧化碳球的亲水性，使氧化碳球分散的更均匀；此外，四羟甲基氯化磷具有空间四面体结构、丰富的羟基亲水官能团和高偶极矩可以进一步改善氧化碳球/聚多巴胺复合膜的亲水能力。