一種新型荷正電納濾膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種復(fù)合納濾膜的制備工藝，具體是指交聯(lián)陽(yáng)離子瓜爾膠材料荷正電 納濾膜的制備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 納濾膜是介于超濾與反滲透之間的新型膜分離技術(shù)。其技術(shù)特點(diǎn)是通過(guò)空間位阻 和靜電作用實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解組分的選擇性透過(guò)，納濾膜用于除去分子量在約200-1000道爾頓范 圍內(nèi)的多價(jià)離子和小的有機(jī)分子，具有操作壓力低、滲透通量大等優(yōu)點(diǎn)，目前納濾膜的制備 方法主要有涂覆法、相轉(zhuǎn)化法和界面聚合法等。
[0003] 納濾膜分離具有兩個(gè)特性，即篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng)。納濾膜表面分離層可W由聚 電解質(zhì)構(gòu)成，膜表面帶有一定的電荷，大多數(shù)納濾膜的表面帶有負(fù)電荷，它們通過(guò)靜電相互 作用，阻礙多價(jià)離子的滲透，運(yùn)是納濾膜在較低壓力下仍具有較高脫鹽性能的重要原因。
[0004] 瓜爾膠是一種豆科植物，為天然的半乳甘露聚糖，直鏈上沒(méi)有非極性基團(tuán)，大部分 伯徑基和仲?gòu)交继幵谕鈧?cè)，而且半乳糖支鏈并沒(méi)有遮住活性的醇徑基。針對(duì)瓜爾膠在水 溶液中溶解慢，水不溶物含量高等缺點(diǎn)，在分子鏈上引入陽(yáng)離子基團(tuán)，從而獲得一定的正電 性，經(jīng)改性后，其水溶性、粘度與其所帶陽(yáng)離子密度大小有密切關(guān)系。使用陽(yáng)離子改性瓜爾 膠作為分離層，需要對(duì)瓜爾膠進(jìn)行交聯(lián)，而選用棚酸作為交聯(lián)劑，可W有效的防治膜材料的 溶脹等缺點(diǎn)。
[0005] 采用在陽(yáng)離子改性瓜爾膠作為新型納濾膜材料，制備成表面帶有大量荷正電的交 聯(lián)納濾膜，并對(duì)膜材料進(jìn)行交聯(lián)，可W制備出具有較高截留率和滲透通量，同時(shí)具有耐污染 性能優(yōu)良的納濾膜。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 本發(fā)明針對(duì)納濾膜通量較小、表面易污染的不足，選用陽(yáng)離子改性瓜爾膠作為納 濾膜材料，同時(shí)對(duì)材料進(jìn)行交聯(lián)控制，提出了一種荷正電納濾膜的制備方法。本發(fā)明通過(guò)W 下技術(shù)方案得W實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種新型荷正電納濾膜的制備方法，其特征包括W下步驟：
[000引（1)配置質(zhì)量濃度為0.3%~0.5%的陽(yáng)離子瓜爾膠水溶液為A溶液，配置質(zhì)量濃度 為0.5%-0.7%的聚乙締醇水溶液為B溶液，將A、B兩種溶液按照比例混合均勻，并水浴升溫 至35~45°C形成C溶液，配置質(zhì)量濃度為0.2%棚酸水溶液，水浴升溫至40°C ;在本發(fā)明中， 發(fā)明人選擇了特定含量的棚酸水溶液作為交聯(lián)劑，起到了特別好的效果，相對(duì)于其它含量 的棚酸水溶液，雖然也有一定的效果，但0.2%的含量是發(fā)明人經(jīng)過(guò)對(duì)比后選擇的最佳效 果，由于與其它的溫度控制等條件的結(jié)合形成了非常多的實(shí)驗(yàn)例，為此，發(fā)明人從運(yùn)些實(shí)驗(yàn) 例中找出本發(fā)明中的特定的參數(shù)，花費(fèi)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。
[0009] (2)將棚酸水溶液傾倒在聚諷支撐膜表面，流延覆蓋20~30s后傾倒入廢液桶中， 放入45°C烘箱烘30~45s后取出，取混合C溶液涂覆在已棚酸水溶液處理過(guò)后的支撐膜表面 40~50s，然后傾倒入廢液桶中，放入45°C烘箱烘1~2min，取出后膜表面形成透明凝膠狀膜 層；
[0010] (3)將已形成凝膠狀膜層的支撐膜表面再次涂覆棚酸水溶液20~30s，然后傾倒入 廢液桶中，再涂覆A溶液，并保持1~2min;再將廢液傾入廢液桶中，放入65°C烘箱烘干成膜， 在本發(fā)明中，發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)目的，特意進(jìn)行了再次的涂覆，況且對(duì)于涂覆的時(shí)間控制非常 關(guān)鍵，所W選取一個(gè)較短的時(shí)間是很重要的。
[0011] 作為優(yōu)選，上述一種新型荷正電納濾膜的制備方法中A溶液與B溶液的混合比例為 2:1的質(zhì)量比例。
[0012] 有益效果：帶有荷正電基團(tuán)的陽(yáng)離子瓜爾膠制備成納濾膜分離層，采用棚酸進(jìn)行 交聯(lián)，形成穩(wěn)定網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不易脫落，降低了溶脹效果，同時(shí)在保持原有對(duì)無(wú)機(jī)鹽選擇性分 離效果的同時(shí)，提高了膜的純水通量。而且本制備方法簡(jiǎn)單，操作易行，所用材料價(jià)格低廉， 綠色環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此：
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 配置質(zhì)量濃度為0.5%的陽(yáng)離子瓜爾膠水溶液，配置質(zhì)量濃度為0.5%的聚乙締醇 水溶液，將兩種溶液按照2:1比例混合均勻并水浴升溫至45°C，配置質(zhì)量濃度為0.2%棚酸 水溶液，水浴升溫至40°C，將棚酸水溶液傾倒在聚諷支撐膜表面，流延覆蓋，30s后傾倒入廢 液桶中，放入45°C烘箱烘30s后取出，取混合溶液涂覆在已棚酸水溶液處理過(guò)后的支撐膜表 面，40s后傾倒如廢液桶中，放入45°C烘箱烘2min，取出后膜表面形成透明凝膠狀膜層，將已 形成凝膠狀膜層的支撐膜表面再次涂覆棚酸水溶液，30s后傾倒入廢液桶中，再涂覆陽(yáng)離子 瓜爾膠水溶液并保持2min中傾入廢液桶中，放入65°C烘箱烘干成膜;在IMPa的操作壓力測(cè) 試膜片的水通量和截留率，水通量為55.3L/m2.h，MgCl2截留率為91.7%，對(duì)胞25〇4的截留率 為71.1 %，對(duì)氯化鋼的截留率為61.4%，對(duì)PEG600的截留率達(dá)到94.2%。
[0016] 實(shí)施例2
[0017] 配置質(zhì)量濃度為1 %的聚乙締醇水溶液，并水浴升溫至45°C，配置質(zhì)量濃度為 0.2%棚酸水溶液，水浴升溫至40°C，將棚酸水溶液傾倒在聚諷支撐膜表面，流延覆蓋，30s 后傾倒入廢液桶中，放入45°C烘箱烘30s后取出，取聚乙締醇水溶液覆在已棚酸水溶液處理 過(guò)后的支撐膜表面，40s后傾倒如廢液桶中，放入45°C烘箱烘2min，取出后膜表面形成透明 凝膠狀膜層，將已形成凝膠狀膜層的支撐膜表面再次涂覆棚酸水溶液，30s后傾倒入廢液桶 中，再涂覆聚乙締醇水溶液并保持2min中傾入廢液桶中，放入65 °C烘箱烘干成膜;在1M化的 操作壓力測(cè)試膜片的水通量和截留率，水通量為20.6171112.}1，1邑(：12截留率為81.2%，對(duì) Na2S〇4的截留率為65.5%，對(duì)氯化鋼的截留率為51.1%，對(duì)?66600的截留率達(dá)到71.2%。
[001引實(shí)施例3-4
[0019]改變陽(yáng)離子瓜爾膠水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其他步驟與實(shí)施例1相同的操作方法，制備 復(fù)合膜并測(cè)試，得到結(jié)果如下表：
[0020]
[0021] 實(shí)施例5-6
[0022] 改變聚乙締醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其他步驟與實(shí)施例1相同的操作方法，制備復(fù)合 膜并測(cè)試，得到結(jié)果如下表：
[0023]
[0024] 實(shí)施例7-8
[0025] 改變混合溶液的溫度，其他步驟與實(shí)施例2相同的操作方法，制備復(fù)合膜并測(cè)試， 得到結(jié)果如下表：
[0026]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型荷正電納濾膜的制備方法，其特征包括以下步驟： (1) 配置質(zhì)量濃度為0.3 %~0.5 %的陽(yáng)離子瓜爾膠水溶液為A溶液，配置質(zhì)量濃度為 0.5%-0.7%的聚乙烯醇水溶液為B溶液，將A、B兩種溶液按照比例混合均勻，并水浴升溫至 35~45°C形成C溶液，配置質(zhì)量濃度為0.2%硼酸水溶液，水浴升溫至40°C ; (2) 將硼酸水溶液傾倒在聚砜支撐膜表面，流延覆蓋20~30s后傾倒入廢液桶中，放入 45°C烘箱烘30~45s后取出，取混合C溶液涂覆在已硼酸水溶液處理過(guò)后的支撐膜表面40~ 50s，然后傾倒入廢液桶中，放入45°C烘箱烘1~2min，取出后膜表面形成透明凝膠狀膜層； (3) 將已形成凝膠狀膜層的支撐膜表面再次涂覆硼酸水溶液20~30s，然后傾倒入廢液 桶中，再涂覆A溶液，并保持1~2min;再將廢液傾入廢液桶中，放入65 °C烘箱烘干成膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型荷正電納濾膜的制備方法，其特征在于，A溶液與B溶 液的混合比例為2:1的質(zhì)量比例。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型荷正電納濾膜的制備方法，具體是指一種交聯(lián)陽(yáng)離子瓜爾膠材料荷正電納濾膜膜的制備方法。本發(fā)明是先配制陽(yáng)離子的改性瓜爾膠溶解、聚乙烯醇水溶液，硼酸水溶液等，將硼酸水溶液對(duì)聚砜支撐膜進(jìn)行處理，再用另一混合溶液進(jìn)行處理，最后再用硼酸水溶液進(jìn)行處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是瓜爾膠屬于天然大分子物質(zhì)，價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛，可生物降解，綠色環(huán)保，而陽(yáng)離子改性的瓜爾膠帶有荷正電，經(jīng)硼酸交聯(lián)后可以形成不溶凝膠，同時(shí)可以提高膜表面的抗污染性能，具有較高的有機(jī)物截留效果，同時(shí)膜片的滲透通量得到了提高。
【IPC分類(lèi)】B01D71/82, B01D69/02, B01D71/74, B01D67/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105561799
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510961879
【發(fā)明人】王樂(lè)譯, 周勇, 王新艷, 張倩茹
【申請(qǐng)人】山東招金膜天股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月19日