[发明专利]一种羧基化聚芳醚腈类超滤膜及其制备方法

说明书

本发明属于超滤膜制备技术领域，具体涉及一种羧基化聚芳醚腈类超滤膜及其制备方法。本发明提供的羧基化聚芳醚腈类超滤膜的材质为羧基化聚芳醚腈类共聚物；所述羧基化聚芳醚腈类超滤膜的孔径为10～12nm。本发明提供的羧基化聚芳醚腈类超滤膜能够高效分离废水中的无机盐和染料，同时，本发明提供的羧基化聚芳醚腈类超滤膜的渗透通量较高。

技术领域

本发明属于超滤膜制备技术领域，具体涉及一种羧基化聚芳醚腈类超滤膜及其制备方法。

背景技术

随着我国人口数量增长及人民生活水平的提高，纺织工业得到了快速、持续的发展，与之相伴的染料生产及织物印染技术也得到了充分的发展。然而，印染工艺排放的高盐、高色度印染废水也严重危害水资源健康。

膜分离技术是一种低能耗、高分离效率、无污染的新兴水处理技术。目前，膜分离技术的机理是通过对超滤膜或紧致超滤膜表面孔径的调控，使尺寸相对更大的染料分子被有效截留而无机盐恰好能通过。

在印染废水净化处理中，常用的分离膜多为聚砜、聚醚砜或聚偏氟乙烯的纳滤膜或紧致超滤膜，上述纳滤膜或紧致超滤膜的孔径为2nm左右，对无机盐截留率较高，且渗透通量低，一般为10～90L·m^-2·h^-1·bar，阻碍了印染废水的处理。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种羧基化聚芳醚腈类超滤膜及其制备方法和应用。本发明提供的羧基化聚芳醚腈类超滤膜能够高效分离废水中的无机盐和负电荷染料；同时，本发明提供的羧基化聚芳醚腈类超滤膜的渗透通量较高。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种羧基化聚芳醚腈类超滤膜，所述羧基化聚芳醚腈类超滤膜的材质为羧基化聚芳醚腈类共聚物；所述羧基化聚芳醚腈类超滤膜的孔径为10～12nm。

优选地，所述羧基化聚芳醚腈共聚物具有式I所示结构：

所述式I中，Ar包括

所述式I中，x+y＝1且0＜x≤1；n为100～350之间的正整数。

优选地，所述羧基化聚芳醚腈类共聚物的数均分子量为4.0×10⁴～1.2×10⁵。

优选地，所述羧基化聚芳醚腈类共聚物的制备，包括以下步骤：

将2,6-二氯苯甲腈、双酚类单体、碱式碳酸盐、带水剂和有机溶剂混合，得到混合体系；

将所述混合体系依次进行成盐反应和聚合反应，得到所述羧基化聚芳醚腈类共聚物。

优选地，所述成盐反应的温度为135～160℃，时间为2～8h；

所述聚合反应的温度为160～200℃，时间为3～6h。

优选地，所述羧基化聚芳醚腈类超滤膜的厚度为90～105μm。

本发明还提供了所述的羧基化聚芳醚腈类超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将羧基化聚芳醚腈类共聚物、添加剂和有机溶剂混合，得到铸膜液；

将所述铸膜液涂覆至基板材料，然后进行凝固浴处理，得到所述羧基化聚芳醚腈类超滤膜。

优选地，所述的添加剂包括有机添加剂或无机添加剂，所述有机添加剂包括聚乙二醇和/或聚乙烯基吡咯烷酮；所述无机添加剂包括氯化钾和/或氯化铵。

优选地，所述的有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。