荷正电纳滤复合膜及其制备方法.docVIP

(54)发明名称 荷正电纳滤复合膜及其制备方法 (57)摘要 本发明提供了具有式(I)结构的化合物及其 制备方法。本发明还提供了一种荷正电纳滤复合膜，包括：聚丙烯腈支撑层；复合于所述聚丙烯腈支撑层表面的功能层，所述功能层为具有式(I)结构的仳合物与哌嗪的聚合物。本发明还提供了一种荷正电纳滤复合膜的制备方法。本发明提供的荷正电纳滤复合膜表现为正电性，不仅具有较高的膜通量，而且对钙、镁等阳离子具有较高的截留率。另外，本发明提供的制备方法工艺简单、原料来源广泛，易于实现工业化生产。实验表明，本发明提供的方法制备得到的荷正电纳滤复合膜的水通量可达50L／Ⅲ2h，对钙、镁等阳离子的截留率可达%95。 权 利 要 求 书 1．具有式(I)结构的化合物： 2.具有式(I)结构的化合物的方法，包括以下步骤： 间苯二甲酸和多聚甲醛在硫酸中反应得到3,3′，5，5′-四羧基二苯甲烷； 向所述3,3′，5，5′-四羧基二苯甲烷中加入SOCl2进行酰化反应，得到具有式(I)结构的化合物 3.一种荷正电纳滤复合膜，包括： 聚丙烯晴支撑层； 复合于所述聚丙烯晴支撑层表面的功能层，所述功能层为具有式(I)结构的化合物与哌嗪的聚合物； 4．根据权利要求3所述的荷正电纳滤复合膜，其特征在于，所述功能层为具有式(I)结 构的化合物、多元酰氯与哌嗪的聚合物，所述多元酰氯为均苯三酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯 二甲酰氯或对苯二甲酰氯中的一种或多种。 5．一种荷正电纳滤复合膜的制备方法，包括以下步骤： a)将聚丙烯腈支撑层浸入哌嗪水溶液中，得到表面覆盖有哌嗪水溶液的聚丙烯腈支撑 层； b)向所述表面覆盖有哌嗪水溶液的聚丙烯腈支撑层加入具有式(I)结构化合物的有 机溶液，进行聚合反应； c)将所述步骤b）得到的复合膜进行热处理，得到纳滤复合膜。 6．根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述哌嗪水溶液的质量体积浓度为 0. lg／l00mL～4g／l00mL。 7．根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述具有式(I)结构化合物的有机溶 液的质量体积浓度为0. 02g／l00mL～0.20g／l00mL。 8．根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述具有式(I)结构化合物的有机溶 液为具有式(I)结构化合物的甲苯溶液、异丙苯溶液或二甲苯溶液。 9．根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b）具体为： 向所述表面覆盖有哌嗪水溶液的聚丙烯腈支撑层加入含有具有式(I)结构化合物和 多元酰氯的有机溶液，进行聚合反应，所述多元酰氯为均苯三酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二 甲酰氯或对苯二甲酰氯中的一种或多种。 10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈支撑层的截留分子量 为20000～50000。 说 明 书 荷正电纳滤复合膜及其制备方法 技术领域 [0001] 本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种荷正电纳滤复合膜及其制备方法。 背景技术 [0002] 纳滤膜是在反渗透膜基础上发展起来的一种新型分离膜，其分离性能和操作压力 介于反渗透膜和超滤膜之间，因此也被称作疏松反渗透膜、低压反渗透膜或致密超滤膜等。 纳滤膜具有对二价盐或高价盐脱除效率高于90%、对分子量介于100～1000的有机小分子 也有较高脱除率、操作压力低至0. 4MPa～1.OMPa等优点，在食品和药物等领域获得了广泛 的应用。 [0003] 现有技术公开了多种纳滤膜的制备方法，如L-S相转化法、共混法、荷电化法和 复合法等，其中，复合法是在多孔基膜上复合一层具有纳米孔径的功能层（又叫表面活性 层），制备得到纳滤复合膜，其中，基膜主要起支撑作用，功能层决定膜特点和分离性能。纳 滤复合膜的复合方法主要有表面涂覆、界面聚合和就地聚合等。界面聚合是在多孔基膜表 面的水相和有机相界面间聚合，形成聚合物功能层的聚合过程，目前一般采用多元胺和多 元酰氯在多孔基膜表面进行缩聚反应制备纳滤复合膜，主要包括以下步骤：首先将多孔基 膜浸入多元胺的水溶液中，然后浸入多元酰氯的有杌溶液中反应，最后经过后处理后得到 纳滤复合膜。 [0004] 申请号为200710172172.7的中国专利文献公开了一种聚酯纳滤复合膜，其以聚 砜超滤膜为多孔基膜，以三乙醇胺或三异丙醇胺为多元胺单体，以邻苯二甲酰氯、间苯二甲 酰氯、对苯二甲酰氯或均苯三甲酰氯为多元酰氯单体经过界面聚合得到，该纳滤复合膜对 二价阴离子如硫酸根等具有较高的脱盐率，可达80%，但是其对阳离子的脱除率不高。美 国专利US5152901公开了一种采用均苯三酰氯和间苯二甲酰氯与哌嗪、多元脂肪胺和不饱 和胺通