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CN112717712B - 一种耐酸型纳滤膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种耐酸型纳滤膜及其制备方法和应用 Download PDF

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CN112717712B
CN112717712B CN202011482126.9A CN202011482126A CN112717712B CN 112717712 B CN112717712 B CN 112717712B CN 202011482126 A CN202011482126 A CN 202011482126A CN 112717712 B CN112717712 B CN 112717712B
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Abstract

本发明提供一种耐酸型纳滤膜及其制备方法和应用,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括磺酰胺单体、酸受体和表面活性剂。制备方法为:(1)使用水相反应物溶液浸渍支撑膜,取出支撑膜并除去表面溶液;(2)使用油相反应物溶液浸渍支撑膜进行界面聚合反应,取出支撑膜并除去表面油相溶液;(3)对步骤(2)得到的支撑膜重复进行步骤(1)和步骤(2)的处理,得到所述耐酸型纳滤膜。本发明的耐酸型纳滤膜具有较好的无机盐离子分离能力、酸性条件下的结构稳定性以及可以调控的分离能力。

Description

一种耐酸型纳滤膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于膜分离技术领域,涉及一种耐酸型纳滤膜及其制备方法和应用。
背景技术
纳滤膜分离作为一种绿色高效的新型分离技术,凭借对多价无机盐离子和大多数有机物较好的脱除率,近年来被广泛应用于饮用水处理、废水资源化、小分子脱盐和生物产品脱色等领域。其中界面聚合聚酰胺纳滤膜由于制备工艺简单、渗透通量高、结构稳定、抗污染性能佳等优势,已成为目前工业应用最成功的纳滤膜。然而,随着工业的不断发展,待分离体系多元化和复杂化要求分离膜不但具有良好的分离选择性,同时也需要具备一定的结构稳定性,从而保持长期稳定的分离效果和良好的膜寿命。
在实际化工过程中,以混合强酸型待处理料液较为常见,而目前大多数商品化聚酰胺纳滤膜是通过多元胺和多元酰氯之间的界面聚合反应制备的,其聚酰胺结构在酸性条件下易水解,最终导致结构破坏。制备耐酸型纳滤膜是解决这一问题最有效的方法,目前大多数耐酸型制备技术都集中在对界面聚合反应单体设计,来提高在酸性条件下的稳定性。
CN102120149A公开了一种耐酸型纳滤膜的制备方法,所述耐酸纳滤膜油相反应物为1,3,6-萘三磺酰氯,与多元胺通过界面聚合反应形成聚磺酰胺结构提高了分离层。但是由于磺酰氯单体较低的反应活性,导致制备的耐酸型纳滤膜对于无机盐离子的截留率有待进一步提高。
CN107930412A公开了一种耐酸型聚(酰胺-三嗪-胺)纳滤复合膜的制备方法,所述耐酸膜以三聚氰氯和多元胺为原料,经亲核取代反应制备得到聚(三嗪)胺类前驱体,之后和多元酰氯经界面聚合反应形成了耐酸型聚(酰胺-三嗪-胺)纳滤复合膜,该膜可适用于盐水分离体系,具有良好的分离性能,耐酸性能好。但是该制备方法较为复杂。
CN109999665A公开了一种荷正电耐酸型纳滤膜的制备方法,所述耐酸型纳滤膜通过聚乙烯亚胺和三聚氰氯的界面聚合反应形成了具有高稳定、强共轭三嗪结构的聚酰胺分离层,具有良好的耐酸型并对氯化镁具有较高的截留率。然而所述耐酸型纳滤膜有机相反应物三聚氰氯反应活性低,要求水相反应物浓度高达15g/L,并且聚乙烯亚胺价格高昂,工业大规模制备难度较高。
因此,开发一种具备高共轭稳定性、高交联度并且分离能力可调的界面聚合耐酸型纳滤膜,用于提高在酸性条件的稳定性和无机盐的分离效果,具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种耐酸型纳滤膜及其制备方法和应用。本发明的耐酸型纳滤膜具有较好的无机盐离子分离能力、酸性条件下的结构稳定性以及可以调控的分离能力。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一方面,本发明提供一种耐酸型纳滤膜,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括磺酰胺单体、酸受体和表面活性剂。
本发明所述耐酸型纳滤膜中含有的磺酰胺单体可以参与界面聚合反应与油相反应物形成聚磺酰胺结构,使界面聚合反应制备得到的分离层具有较强的共轭稳定性;同时,相较于传统的聚哌嗪酰胺结构,聚磺酰胺结构中的S-O键具有相对较弱的极性,可以减轻酸性环境下H+对分离层中氧原子的进攻。
在本发明中,所述磺酰胺单体包括至少含有一个磺酰胺基团的有机物。
优选地,所述磺酰胺单体为磺胺吡啶和/或3-氨基苯磺酰胺。
在本发明中,所述酸受体包括三乙胺、樟脑磺酸、氨水、吡啶、羟胺、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合,例如三乙胺和樟脑磺酸、氨水和吡啶、羟胺和氢氧化钠以及氢氧化钾等。
在本发明中,所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵或吐温80中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合,例如十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和吐温80等。
在本发明中,所述油相反应物包括含酰氯官能团单体。
优选地,所述含酰氯官能团单体为均苯三甲酰氯。
在本发明中,所述支撑膜为多孔超滤支撑膜。
优选地,所述多孔超滤支撑膜的截留分子量为10000~100000Da,例如10000Da、30000Da、50000Da、80000Da或100000Da等。
优选地,所述多孔超滤支撑膜的材质包括聚乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚砜或聚醚砜中的任意一种或至少两种的组合。所述至少两种的组合,例如聚乙烯和聚酰胺、聚酰亚胺和聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯以及聚砜等。
另一方面,本发明提供了如上所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)使用水相反应物溶液浸渍支撑膜,取出支撑膜并除去表面溶液;
(2)使用油相反应物溶液浸渍支撑膜进行界面聚合反应,取出支撑膜并除去表面油相溶液;
(3)对步骤(2)得到的支撑膜重复进行步骤(1)和步骤(2)的处理,重复进行至少1次,而后经加热处理后再用去离子水浸泡支撑膜,得到所述耐酸型纳滤膜。
在本发明中,所述的磺酰胺单体具有良好的反应活性,其含有吸电子能力强的硫原子,参与界面聚合反应形成的聚磺酰胺结构能够有效提高活性分离层的共轭稳定性,进而提高活性分离层在酸性条件下的耐水解性;同时,通过后续的多次界面聚合反应,有助于增加活性分离层交联度,在保证高无机盐离子截留的同时,可大大提高膜在酸性条件下的使用寿命,所述耐酸型纳滤膜可以实现在强酸性条件下对盐离子的有效截留。
在本发明中,所述耐酸型纳滤膜采用多次界面聚合制备复合膜的方式,将界面聚合反应次数、支撑膜、活性分离层以及活性分离层中的磺酰胺单体、酸受体、表面活性剂和酰氯官能团单体进行分别设计,之后将其耦合。该制备方法容易重复,有利于工业规模化制备。
为了使界面聚合层更稳定,在用水相浸渍支撑膜后以及用油相浸渍支撑膜进行界面聚合反应后均需要取出支撑膜去除表面溶液。所述热处理是为了使界面聚合反应完全,从而进一步提高活性分离层交联度,浸泡去离子水是将支撑膜上未反应的酰氯水解。
在本发明中,步骤(1)所述水相反应物溶液的配制方法为物理共混法。
优选地,每100g步骤(1)所述水相反应物溶液中含有0.1~1g(0.1g、0.3g、0.5g、0.8g或1g等)磺酰胺单体。
优选地,每100g步骤(1)所述水相反应物溶液中含有0.01~0.2g(例如0.01g、0.03g、0.05g、0.1g、0.15g、0.18g或0.2g等)酸受体。
优选地,每100g步骤(1)所述水相反应物溶液中含有0.01~0.2g(例如0.01g、0.03g、0.05g、0.1g、0.15g、0.18g或0.2g等)表面活性剂。
优选地,步骤(1)所述水相反应物溶液的pH为10~12,例如10、10.5、11、11.5或12等。
优选地,步骤(1)所述用水相反应物溶液浸渍支撑膜的时间为1~60min,例如1min、5min、10min、20min、30min、40min、50min或60min等,优选1~20min。
优选地,步骤(2)所述油相反应物溶液的溶剂为正己烷。
优选地,每100g步骤(2)所述油相反应物溶液含有0.1~2g(例如0.1g、0.5g、0.8g、1g、1.3g、1.5g或2g等)均苯三甲酰氯。
优选地,步骤(2)所述进行界面聚合反应的时间为10~300s,例如10s、20s、50s、100s、150s、180s、200s、250s或300s等,优选10~180s。
优选地,步骤(3)所述重复进行至少1次为重复进行1~20次,例如1次、3次、5次、10次、15次或20次等,优选1~10次。
优选地,步骤(3)所述热处理的方式为烘箱加热或加热板加热。
优选地,步骤(3)所述热处理的温度为25~70℃,例如25℃、30℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃或70℃等。
优选地,步骤(3)所述热处理的时间为5~120min,例如5min、20min、40min、60min、80min、100min或120min。
优选地,步骤(3)所述去离子水浸泡的时间为2~24h,例如2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等。
作为本发明的优选技术方案,所述制备方法具体包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有磺酰胺单体、酸受体和表面活性剂的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有0.1~1g的磺酰胺单体、0.01~0.2g的酸受体和0.01~0.2g的表面活性剂,调节溶液pH为10~12;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有0.1~2g的溶质;
(3)对支撑膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍支撑膜1~20min,取出支撑膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍支撑膜10~180s进行界面聚合反应,取出支撑膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)1~10次,而后将膜在25~70℃下以烘箱或加热板的方式热处理5~120min,并浸泡于去离子水中2~24h,得到所述耐酸型纳滤膜。
通过使用磺酰胺单体参与多次界面聚合反应,在保证高无机盐离子截留的同时,大大提高了膜在酸性条件下的使用寿命,所述耐酸型纳滤膜可以实现在强酸性条件下对盐离子的有效截留,满足工业化应用。
再一方面,本发明提供如上所述的耐酸型纳滤膜在酸性废水资源化、小分子脱盐或生物产品脱色中的应用。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明所述的磺酰胺单体:一方面,其具有良好的反应活性,可以和含酰氯官能团单体进行充分的界面聚合反应,使制备的活性分离层具有较好的无机盐离子分离能力(硫酸钠截留率:86%~99%;氯化钠截留率:47%~85%);另一方面,磺酰胺单体与含酰氯官能团单体反应生成的聚磺酰胺结构可以有效地提高活性分离层的共轭稳定性,增强纳滤膜在极端酸性条件下的结构稳定性(酸浸泡后硫酸钠截留率变化:-1.5%~-0.4%)。
同时,酸受体可以有效中和界面聚合副产的酸,促进界面聚合反应的正向进行,表面活性剂可以增强界面的湿润性,酸受体和表面活性剂的加入有助于提高分离层的交联程度和表面形貌的均一性。
同时,后续的多次界面聚合反应步骤可直接对活性分离层的交联度进行有序调控,有助于提高无机盐离子的分离选择性。
另外,本发明所述的耐酸型纳滤膜采用多次界面聚合制备复合膜的方式,将界面聚合反应次数、支撑膜、活性分离层以及活性分离层中的磺酰胺单体、酸受体、表面活性剂和酰氯官能团单体进行分别设计,之后将其耦合。该制备方法容易重复,有利于工业规模化生产。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
在本实施例中提供一种耐酸型纳滤膜,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括3-氨基苯磺酰胺、三乙胺和十二烷基磺酸钠,所述油相反应物包括均苯三甲酰氯。
制备方法包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有3-氨基苯磺酰胺、三乙胺和十二烷基磺酸钠的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有0.2g的3-氨基苯磺酰胺、0.2g的三乙胺和0.2g的十二烷基磺酸钠,调节溶液pH为11.5;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有0.5g的溶质;
(3)对聚醚砜超滤膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍聚醚砜超滤膜2min,取出超滤膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍超滤膜20s进行界面聚合反应,取出超滤膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)5次,而后将膜在70℃下以烘箱或加热板的方式热处理10min,并浸泡于去离子水中24h,得到所述耐酸型纳滤膜。
其中,聚醚砜超滤膜的截留分子量为50000Da。
实施例2
在本实施例中提供一种耐酸型纳滤膜,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括磺胺吡啶、三乙胺和十二烷基磺酸钠,所述油相反应物包括均苯三甲酰氯。
制备方法包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有磺胺吡啶、三乙胺和十二烷基磺酸钠的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有0.1g的磺胺吡啶、0.1g的三乙胺和0.1g的十二烷基磺酸钠,调节溶液pH为11;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有0.25g的溶质;
(3)对聚丙烯腈超滤膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍聚丙烯腈超滤膜1min,取出超滤膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍超滤膜60s进行界面聚合反应,取出超滤膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)5次,而后将膜在60℃下以烘箱或加热板的方式热处理10min,并浸泡于去离子水中2h,得到所述耐酸型纳滤膜。
其中,聚丙烯腈超滤膜的截留分子量为20000Da。
实施例3
在本实施例中提供一种耐酸型纳滤膜,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括3-氨基苯磺酰胺、氢氧化钠和十二烷基苯磺酸钠,所述油相反应物包括均苯三甲酰氯。
制备方法包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有3-氨基苯磺酰胺、氢氧化钠和十二烷基苯磺酸钠的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有1g的3-氨基苯磺酰胺、0.01g的氢氧化钠和0.05g的十二烷基苯磺酸钠,调节溶液pH为12;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有0.1g的溶质;
(3)对聚醚砜超滤膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍聚醚砜超滤膜10min,取出超滤膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍超滤膜10s进行界面聚合反应,取出超滤膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)7次,而后将膜在25℃下以烘箱或加热板的方式热处理5min,并浸泡于去离子水中12h,得到所述耐酸型纳滤膜。
其中,聚醚砜超滤膜的截留分子量为10000Da。
实施例4
在本实施例中提供一种耐酸型纳滤膜,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括磺胺吡啶、氢氧化钠和吐温80,所述油相反应物包括均苯三甲酰氯。
制备方法包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有磺胺吡啶、氢氧化钠和吐温80的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有0.5g的磺胺吡啶、0.1g的氢氧化钠和0.1g的吐温80,调节溶液pH为10;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有2g的溶质;
(3)对聚丙烯腈超滤膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍聚丙烯腈超滤膜30min,取出超滤膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍超滤膜120s进行界面聚合反应,取出超滤膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)10次,而后将膜在50℃下以烘箱或加热板的方式热处理60min,并浸泡于去离子水中10h,得到所述耐酸型纳滤膜。
其中,聚丙烯腈超滤膜的截留分子量为20000Da。
实施例5
在本实施例中提供一种耐酸型纳滤膜,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括3-氨基苯磺酰胺、氨水和十二烷基苯磺酸钠,所述油相反应物包括均苯三甲酰氯。
制备方法包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有3-氨基苯磺酰胺、氨水和十二烷基苯磺酸钠的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有0.8g的3-氨基苯磺酰胺、0.15g的氨水和0.2g的十二烷基苯磺酸钠,调节溶液pH为11.5;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有1g的溶质;
(3)对聚砜超滤膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍聚砜超滤膜60min,取出超滤膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍超滤膜60s进行界面聚合反应,取出超滤膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)20次,而后将膜在30℃下以烘箱或加热板的方式热处理120min,并浸泡于去离子水中24h,得到所述耐酸型纳滤膜。
其中,聚砜超滤膜的截留分子量为100000Da。
实施例6
在本实施例中提供一种耐酸型纳滤膜,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括磺胺吡啶、吡啶和十二烷基苯磺酸钠,所述油相反应物包括均苯三甲酰氯。
制备方法包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有磺胺吡啶、吡啶和十二烷基苯磺酸钠的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有0.2g的磺胺吡啶、0.2g的吡啶和0.15g的十二烷基苯磺酸钠,调节溶液pH为10;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有1.5g的溶质;
(3)对聚砜超滤膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍聚砜超滤膜3min,取出超滤膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍超滤膜180s进行界面聚合反应,取出超滤膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)1次,而后将膜在40℃下以烘箱或加热板的方式热处理60min,并浸泡于去离子水中24h,得到所述耐酸型纳滤膜。
其中,聚砜超滤膜的截留分子量为50000Da。
对比例1
本对比例提供一种耐酸型纳滤膜,直接将截留分子量<500Da的NF 10聚酰胺膜作为耐酸型纳滤膜。
对比例2
本对比例与实施例1不同之处仅在于,将制备原料中3-氨基苯磺酰胺替换为等量的对氨基苯磺酰胺。
对比例3
本对比例与实施例1不同之处仅在于,将制备原料中三乙胺替换为等量的3-氨基苯磺酰胺。
对比例4
本对比例与实施例1不同之处仅在于,制备方法中不包括步骤(5)。
对实施例1-6以及对比例1-4的耐酸型纳滤膜在25℃下测试水通量、硫酸钠和氯化钠的截留率,并测试各耐酸型纳滤膜在25℃,质量分数20%硫酸溶液中静态浸泡7天后硫酸钠截留率的变化。测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002837903350000121
Figure BDA0002837903350000131
由表1可以看出,实施例1~6制备的耐酸型纳滤膜有较高的无机盐离子分离能力(硫酸钠截留率:86%~99%;氯化钠截留率:47%~85%),以及在酸性条件下的结构稳定性(酸浸泡后硫酸钠截留率变化:-1.5%~-0.4%)。
与对比例1中聚酰胺膜NF 10膜相比,实施例1~6制备的耐酸型纳滤膜在酸性条件下分离性能更加稳定,即可以在长时间强酸性环境下运行下仍具有较高的通量和稳定的硫酸钠截留率。
与对比例2相比,实施例1制备的耐酸型纳滤膜对无机盐的截留率较高,并且酸浸泡后硫酸钠截留率变化较小,证明所选用磺酰胺单体相较于其他磺酰胺单体具有更高的反应活性,有助于形成结构更加完整的活性分离层。
与对比例3相比,实施例1制备的耐酸型纳滤膜具有更高的通量和无机盐截留率,证明水相反应物中加入酸受体有助于中和界面反应过程副产的酸,提高界面聚合反应的反应速率,进而形成结构更加有序的活性分离层。
与对比例4相比,实施例1制备的耐酸型纳滤膜对无机盐的截留率较高,酸浸泡后硫酸钠截留率变化较小,证明多次界面聚合可以有效提高耐酸型纳滤膜对无机盐离子的截留性能和耐酸性。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的耐酸型纳滤膜及其制备方法,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (28)

1.一种耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述耐酸型纳滤膜包括支撑膜和负载于支撑膜上的活性分离层,所述活性分离层包括水相反应物和油相反应物的界面聚合产物,所述水相反应物包括磺酰胺单体、酸受体和表面活性剂;
所述磺酰胺单体为磺胺吡啶和/或3-氨基苯磺酰胺。
2.根据权利要求1所述的耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述酸受体包括三乙胺、樟脑磺酸、氨水、吡啶、羟胺、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵或吐温80中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述油相反应物包括含酰氯官能团单体。
5.根据权利要求4所述的耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述含酰氯官能团单体为均苯三甲酰氯。
6.根据权利要求1所述的耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述支撑膜为多孔超滤支撑膜。
7.根据权利要求6所述的耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述多孔超滤支撑膜的截留分子量为10000~100000Da。
8.根据权利要求6所述的耐酸型纳滤膜,其特征在于,所述多孔超滤支撑膜的材质包括聚乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚砜或聚醚砜中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(1)使用水相反应物溶液浸渍支撑膜,取出支撑膜并除去表面溶液;
(2)使用油相反应物溶液浸渍支撑膜进行界面聚合反应,取出支撑膜并除去表面油相溶液;
(3)对步骤(2)得到的支撑膜重复进行步骤(1)和步骤(2)的处理,重复进行至少1次,而后经加热处理后再用去离子水浸泡支撑膜,得到所述耐酸型纳滤膜。
10.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述水相反应物溶液的配制方法为物理共混法。
11.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,每100g步骤(1)所述水相反应物溶液中含有0.1~1g磺酰胺单体。
12.根据权利要求11所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,每100g步骤(1)所述水相反应物溶液中含有0.01~0.2g酸受体。
13.根据权利要求12所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,每100g步骤(1)所述水相反应物溶液中含有0.01~0.2g表面活性剂。
14.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述水相反应物溶液的pH为10~12。
15.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述用水相反应物溶液浸渍支撑膜的时间为1~60min。
16.根据权利要求15所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述用水相反应物溶液浸渍支撑膜的时间为1~20min。
17.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述油相反应物溶液的溶剂为正己烷。
18.根据权利要求17所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,每100g步骤(2)所述油相反应物溶液含有0.1~2g均苯三甲酰氯。
19.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述进行界面聚合反应的时间为10~300s。
20.根据权利要求19所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述进行界面聚合反应的时间为10~180s。
21.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述重复进行至少1次为重复进行1~20次。
22.根据权利要求21所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述重复进行至少1次为重复进行1~10次。
23.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述热处理的方式为烘箱加热或加热板加热。
24.根据权利要求23所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述热处理的温度为25~70℃。
25.根据权利要求23所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述热处理的时间为5~120min。
26.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述去离子水浸泡的时间为2~24h。
27.根据权利要求9所述的耐酸型纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体包括以下步骤:
(1)采用物理共混法配制含有磺酰胺单体、酸受体和表面活性剂的水相反应物溶液,使得每100g所述水相反应物溶液中含有0.1~1g的磺酰胺单体、0.01~0.2g的酸受体和0.01~0.2g的表面活性剂,调节溶液pH为10~12;
(2)以正己烷为溶剂配制含有均苯三甲酰氯的油相反应物溶液,使得每100g所述油相反应物溶液中含有0.1~2g的溶质;
(3)对支撑膜的表面进行清洗;
(4)用水相反应物溶液浸渍支撑膜1~20min,取出支撑膜除去表面溶液,再用油相反应物溶液浸渍支撑膜10~180s进行界面聚合反应,取出支撑膜并除去表面油相溶液;
(5)重复步骤(4)1~10次,而后将膜在25~70℃下以烘箱或加热板的方式热处理5~120min,并浸泡于去离子水中2~24h,得到所述耐酸型纳滤膜。
28.如权利要求1-8中任一项所述的耐酸型纳滤膜在酸性废水资源化、小分子脱盐或生物产品脱色中的应用。
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