[发明专利]一种耐酸碱、抗擦伤的纳滤膜、其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐酸碱、抗擦伤的纳滤膜、其制备方法与应用，所述纳滤膜包含聚醚砜多孔支撑层和形成于支撑层上的聚酰胺分离层；所述聚酰胺分离层中含有热固性酚醛树脂；优选地，热固性酚醛树脂在聚酰胺分离层中的质量含量为2‑15%。本发明通过在复合纳滤膜的聚酰胺分离层形成之前在水相中添加热固性酚醛树脂，并于界面聚合反应之后进行热固化处理，可以使热固性酚醛树脂交织存在于聚酰胺分离层之中，意外地发现制得的纳滤膜具备良好的分离性能和耐酸碱清洗特性，并且抗擦伤性能明显提升。

技术领域

本发明涉及一种纳滤膜，尤其涉及一种耐酸碱、抗擦伤的纳滤膜、其制备方法与应用，属于水处理技术领域。

背景技术

近年来，膜技术在气体分离、水溶液分离、化学产品和生化产品的分离与纯化中，表现出越来越重要的作用，已广泛应用于食品、饮料加工过程、工业污水处理、大规模气体分离、湿法冶金技术等领域。纳滤膜是膜技术的重要分支，其截留分子量介于200-2000之间，表面多带电荷。在孔径筛分、道南效应等多重机制共同作用下，纳滤膜对单价和多价盐离子有选择性分离作用，对不同分子量的有机物具备不同的截留效果，已广泛应用于氯碱脱硝、盐湖提锂、市政水处理、医药活性物质浓缩纯化、海水淡化预处理等领域。

在纳滤膜的实际应用中，膜的表面会逐渐有各种污染物的沉积而引起的膜污染，造成纳滤膜性能的下降，为防止膜污染对系统运行的影响，纳滤膜需进行定期的清洗，膜清洗多以酸碱清洗为主。与此同时，长期的酸碱清洗，会破坏纳滤膜分离层结构，造成不可逆的性能下降，因此，提高纳滤膜的耐酸碱清洗性能，是维持纳滤膜长期稳定运行的重要手段之一。

为了提高纳滤膜的耐酸碱清洗性能，目前已公开专利主要采用两类方法。第一类方法，是对纳滤膜的基膜进行改性，直接选取物化稳定性高的基膜，再制备出耐酸碱的复合纳滤膜。第二类方法，是使用具备耐酸碱特性的聚合物，通过表面涂覆或化学交联等方式，制成分离层，最终形成的纳滤膜具备耐酸碱特性，以下举例说明。

在使用物化稳定性高的基膜方面，CN112007513A公开了一种间位芳纶基聚酰胺复合纳滤膜的制备方法，将间位芳纶聚合物通过相转化法涂覆在无纺布上制备间位芳纶多孔基膜，再进行传统界面聚合反应，得到聚酰胺复合纳滤膜。制备出的纳滤膜耐酸碱腐蚀、耐溶剂、使用寿命长，具备优异的分离能力。CN112495192A公开了一种改性聚四氟乙烯的纳滤膜，使用本身耐溶剂、耐酸碱、物化稳定性强的聚四氟乙烯作为基膜，再进行界面聚合反应，制备出高脱盐、高通量、耐酸碱性的纳滤膜。

在使用耐酸碱聚合物直接制备分离层方面，CN105435656A公开了一种复合纳滤膜，分离层含有羟基聚合物与含有巯基的硅烷偶联剂通过交联反应后形成的网状结构初始复合膜，再用含有氧化剂的水溶液处理得到复合纳滤膜，所述纳滤膜可以在pH＝0-14的水溶液中稳定运行，具有较强的耐酸碱性。CN110841489A公开了一种新型复合纳滤膜，在聚醚砜支撑层上，涂覆了磺化聚砜/共聚型磺化芳香族聚醚砜共混分离层，制备的复合纳滤膜能够兼具优异的脱盐率、水通量和亲水性能，在耐酸碱、耐氯上性能优异，可应用于海水淡化预处理、饮用水的净化与软化、工业和生活废水的处理以及食品工业和医药等行业。CN104548970A公开了一种纳滤膜，分离层包括依次层叠的聚阳离子层和聚阴离子层，聚阴离子层均含有磺化聚芳醚砜结构，所述的纳滤膜能够兼具优异的分离层、透水性和耐酸碱腐蚀性。

基于目前耐酸碱纳滤膜的研究热点，有必要提出一种在传统界面聚合法制备出的复合纳滤膜基础上进行改性的新方法，以在保证纳滤膜分离特性的基础上，提高复合纳滤膜耐酸碱性能，并使其更适应于大规模工业化生产。此外，纳滤膜由于结构限制，其机械性能(如抗擦伤性)与反渗透等分离膜相比通常较差，无法满足应用需求。本发明期望提出一种同时具有耐酸碱、抗擦伤的复合纳滤膜。

发明内容