[发明专利]一种复合纳滤膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳滤膜技术领域，具体涉及一种复合纳滤膜及其制备方法和应用。本发明提供的复合纳滤膜，包括依次层叠的基底层、基膜层和聚酰胺分离层；所述基膜层包括聚砜膜和分散在所述聚砜膜中的氧化二硫化钼；所述聚酰胺分离层由水相溶液和油相溶液通过原位界面聚合反应制备得到；所述水相溶液中含有哌嗪，所述油相溶液中含有均苯三甲酰氯。氧化二硫化钼具有亲水性和负电性增加了水通过复合纳滤膜的效率，而且使复合纳滤膜表面和污染物之间产生静电排斥作用，提高了复合纳滤膜表面的抗污染性；本发明通过原位界面聚合反应得到聚酰胺分离层具有较高的致密性，进而提高了复合纳滤膜的脱除率。

技术领域

本发明属于纳滤膜技术领域，具体涉及一种复合纳滤膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着纺织印染行业的快速发展，每年产生和排放大量的纺织废水。它通常由无机盐、染料等化学物质组成，如果不进行适当的处理，这些物质对环境会产生危害。因此，从纺织废水中分离染料和盐类物质是防止废水污染生态环境的关键。

纳滤膜是一种孔径结构一致，且孔径范围为1～2nm的微孔过滤膜。纳滤膜可以有效分离直径为200～1000Da之间的污染物。目前，纳滤膜常用于处理工业废水(如用于染料废水中染料的清除)，海水淡化等领域。膜分离在污水处理中起着至关重要的作用，因其操作简单、能耗低、维护费用低等优点被公认为一种先进的分离技术。与其他类型的膜相比，纳滤膜对多价离子和小分子有机物具有良好的截留能力，在纺织废水的淡化和回收中得到了较好的利用。但是纳滤膜作为一种压力驱动膜，在水处理中会不可避免的出现膜污染问题。在膜运行过程中，污染物质(如多价离子或染料)很容易吸附在膜表面及膜孔内部，使膜孔不可避免地造成堵塞，致使纯水通量及脱除率下降，降低膜的运行寿命，同时增加膜的使用成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合纳滤膜及其制备方法和应用，本发明提供的复合纳滤膜具有较高的纯水通量和耐污染性能，延长了复合纳滤膜的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合纳滤膜，包括依次层叠的基底层、基膜层和聚酰胺分离层；

所述基膜层包括聚砜膜和分散在所述聚砜膜中的氧化二硫化钼；

所述聚酰胺分离层由水相溶液和油相溶液通过原位界面聚合反应制备得到；所述水相溶液中含有哌嗪，所述油相溶液中含有均苯三甲酰氯。

优选的，所述水相溶液包括以下质量百分含量的组分：

所述油相溶液为均苯三甲酰氯的正己烷溶液，所述均苯三甲酰氯的质量在正己烷中的浓度为0.1～0.5g:1/100mL。

优选的，所述氧化二硫化钼的粒径为10～2000nm，所述氧化二硫化钼的水接触角为20～45°。

本发明还提供了上述技术方案所述复合纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

将有机溶剂、有机致孔剂、氧化二硫化钼和聚砜混合，得到铸膜液；

将所述铸膜液脱泡后，在基底层表面成膜，成膜后进行浸泡处理得到基膜层，得到初级复合纳滤膜；

将所述初级复合纳滤膜依次于水相溶液和油相溶液中浸泡，进行原位界面聚合反应，得到所述复合纳滤膜；所述水相溶液中含有哌嗪，所述油相溶液中含有均苯三甲酰氯。

优选的，所述脱泡为在恒温和真空的条件下静置，所述脱泡的温度为25～70℃，所述真空的真空度为0.3～0.8MPa，所述脱泡的时间为1～8h。

优选的，所述成膜包括刮膜、空气浴和凝胶浴；所述刮膜的速度为2～5m/min，所述刮膜的厚度为50～200μm；

所述空气浴的温度为25～80℃，时间为10～240s；

所述凝胶浴的温度为15～40℃，时间为4～48h。