本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐氯性強、抗污染能力強的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加和水污染的加劇，世界多國均面臨著水資源短缺的問題。因此，在額外清潔水資源無法補充的情況下，對現(xiàn)有的水資源進行凈化處理是應(yīng)對水資源危機的重要舉措。納濾膜（NF）是介于超濾膜和反滲透膜之間的一種特殊膜材料，它能夠截留小分子有機物，具有部分脫鹽能力，同時具有通量高、能耗低的特點，目前已經(jīng)應(yīng)用于水的軟化、苦咸水脫鹽、污水深度處理、藥物與生物提純和食品加工等眾多領(lǐng)域。

通過多元胺和多元酰氯在支撐層上通過界面聚合反應(yīng)制備的聚酰胺復(fù)合納濾膜目前已經(jīng)在納濾膜的市場份額中占據(jù)了主導(dǎo)地位。然而，較為嚴重的膜污染問題和耐氯性差是限制其進一步推廣應(yīng)用的主要障礙。因此，開發(fā)具有抗污染能力且耐氯性強的新型納濾膜是眾多研究者的工作重點?，F(xiàn)有的研究表明，由多元胺和多元酰氯制備的聚酰胺復(fù)合納濾膜通常具有較高的污染物去除能力和脫鹽能力，但其抗污染能力和耐氯性較差；而由多元酚或多元醇與多元酰氯或多元酸制備的聚酯復(fù)合納濾膜通常具有更強的抗污染能力和耐氯性，但其膜孔較大，污染物截留能力和脫鹽率較低。如何將聚酰胺納濾膜和聚酯納濾膜的優(yōu)點相結(jié)合，從而制備一種抗污染能力強、耐氯性強和污染物去除能力強的復(fù)合納濾膜是我們的研究目標(biāo)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型耐氯性強且抗污染的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，將聚酰胺納濾膜和聚酯納濾膜的優(yōu)點相結(jié)合，解決了現(xiàn)有商用納濾膜易污染、耐氯性差的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種耐氯性強且抗污染的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，以絲氨醇為水相反應(yīng)單體，同時將4-二甲氨基吡啶加入水相作為相轉(zhuǎn)移催化劑和?；呋瘎ㄟ^絲氨醇與多元酰氯在多孔支撐層上的界面聚合反應(yīng)制備新型聚酯酰胺復(fù)合納濾膜，具體步驟如下：

一、配制水相溶液：向純水中加入0.5~5%（w/v）的絲氨醇，同時加入0.05~0.5%（w/v）的4-二甲氨基吡啶作為相轉(zhuǎn)移和酰化催化劑，充分攪拌并溶解后采用三乙胺將溶液的pH值調(diào)至11.3~12.0；

二、配制有機相溶液：以正己烷、環(huán)己烷、甲苯、正庚烷或正辛烷中的一種或多種為有機溶劑，向有機溶劑中加入0.01~0.5%（w/v）的多元酰氯；

三、以聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜或聚丙烯多孔超濾膜為支承層，首先將水相溶液倒向支撐層表面并浸泡1~10 分鐘，然后倒掉水相溶液并除去膜面多余水分，接著將有機相溶液倒向膜面，并反應(yīng)10~120 秒，反應(yīng)結(jié)束后采用有機溶劑對膜面進行充分沖洗以去除未反應(yīng)單體；

四、將有機溶劑沖洗過后的膜放在20~80℃下熱處理5~20分鐘；

五、最后用純水對膜進行充分清洗，由此獲得聚酯酰胺復(fù)合納濾膜。

本發(fā)明通過絲氨醇與多元酰氯在4-二甲氨基吡啶的催化作用下于多孔支撐層上進行界面聚合反應(yīng)，從而獲得一種新型的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜，該納濾膜具有耐氯性好、親水性強、抗污染能力強和溶質(zhì)截留能力強的特點，且制備工藝簡便溫和，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為絲氨醇分子結(jié)構(gòu)式；

圖2為新型聚酯酰胺復(fù)合納濾膜原子力顯微鏡形貌；

圖3為新型聚酯酰胺復(fù)合納濾膜掃描電鏡形貌；

圖4為新型聚酯酰胺復(fù)合納濾膜紅外光譜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。

具體實施方式一：本實施方式提供了一種耐氯性強且抗污染的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，具體步驟如下：

一、配制水相溶液：向純水中加入2%（w/v）的絲氨醇（其結(jié)構(gòu)式如圖1所示），同時加入0.2%（w/v）的4-二甲氨基吡啶作為相轉(zhuǎn)移和?；呋瘎浞謹嚢璨⑷芙夂蟛捎萌野穼⑷芤旱膒H值調(diào)至11.5；

二、配制有機相溶液：以正己烷為有機溶劑，向有機溶劑中加入0.1%（w/v）的多元酰氯；

三、以聚醚砜多孔超濾膜為支承層，首先將水相溶液倒向支撐層表面并浸泡2分鐘，然后倒掉水相溶液并除去膜面多余水分，接著將有機相溶液倒向膜面，并反應(yīng)60秒，反應(yīng)結(jié)束后采用有機溶劑對膜面進行充分沖洗以去除未反應(yīng)單體；

四、將有機溶劑沖洗過后的膜放在50℃下熱處理10分鐘；

五、最后用純水對膜進行充分清洗，由此獲得聚酯酰胺復(fù)合納濾膜。

圖2A給出了未進行反應(yīng)的多孔支承層原子力顯微鏡形貌圖，圖2B則給出了界面聚合完成后得到的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜形貌圖，由圖2可知，通過以上反應(yīng)步驟，成功地在較為光滑的支承層上形成了凹凸?fàn)畹木埘ヵ０坊钚詫印?/p>

圖3A和B分別為多孔支承層和聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的掃描電子顯微鏡形貌圖，二者的對比同樣證實了聚酯酰胺活性層的生成。此外，圖3B還清楚地表明該聚酯酰胺復(fù)合納濾膜表面具有類似于顆粒堆積的形貌特征，這與傳統(tǒng)的聚酰胺復(fù)合納濾膜明顯不同。

圖4則利用紅外光譜從化學(xué)鍵的角度證實了反應(yīng)后酯鍵和酰胺鍵的生成，從而進一步證實了聚酯酰胺活性層的生成。

具體實施方式二：本實施方式提供了一種耐氯性強且抗污染的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，具體步驟如下：

一、配制水相溶液：向純水中加入1%（w/v）的絲氨醇（其結(jié)構(gòu)式如圖1所示），同時加入0.2%（w/v）的4-二甲氨基吡啶作為相轉(zhuǎn)移和?；呋瘎?，充分攪拌并溶解后采用三乙胺將溶液的pH值調(diào)至11.5；

二、配制有機相溶液：以正辛烷為有機溶劑，向有機溶劑中加入0.05%（w/v）的多元酰氯；

三、以聚砜多孔超濾膜為支承層，首先將水相溶液倒向支撐層表面并浸泡2分鐘，然后倒掉水相溶液并除去膜面多余水分，接著將有機相溶液倒向膜面，并反應(yīng)50秒，反應(yīng)結(jié)束后采用有機溶劑對膜面進行充分沖洗以去除未反應(yīng)單體；

四、將有機溶劑沖洗過后的膜放在60℃下熱處理15分鐘；

五、最后用純水對膜進行充分清洗，由此獲得聚酯酰胺復(fù)合納濾膜。

具體實施方式三：本實施方式提供了一種耐氯性強且抗污染的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，具體步驟如下：

一、配制水相溶液：向純水中加入0.5%（w/v）的絲氨醇（其結(jié)構(gòu)式如圖1所示），同時加入0.05%（w/v）的4-二甲氨基吡啶作為相轉(zhuǎn)移和?；呋瘎?，充分攪拌并溶解后采用三乙胺將溶液的pH值調(diào)至11.5；

二、配制有機相溶液：以甲苯和環(huán)己烷為有機溶劑，二者體積比為1:1，向有機溶劑中加入0.05%（w/v）的多元酰氯；

三、以聚丙烯多孔超濾膜為支承層，首先將水相溶液倒向支撐層表面并浸泡4分鐘，然后倒掉水相溶液并除去膜面多余水分，接著將有機相溶液倒向膜面，并反應(yīng)70秒，反應(yīng)結(jié)束后采用有機溶劑對膜面進行充分沖洗以去除未反應(yīng)單體；

四、將有機溶劑沖洗過后的膜放在70℃下熱處理15分鐘；

五、最后用純水對膜進行充分清洗，由此獲得聚酯酰胺復(fù)合納濾膜。

具體實施方式四：本實施方式提供了一種耐氯性強且抗污染的聚酯酰胺復(fù)合納濾膜的制備方法，具體步驟如下：

一、配制水相溶液：向純水中加入1.5%（w/v）的絲氨醇（其結(jié)構(gòu)式如圖1所示），同時加入0.15%（w/v）的4-二甲氨基吡啶作為相轉(zhuǎn)移和?；呋瘎浞謹嚢璨⑷芙夂蟛捎萌野穼⑷芤旱膒H值調(diào)至11.5；

二、配制有機相溶液：以正辛烷為有機溶劑，向有機溶劑中加入0.07%（w/v）的多元酰氯；

三、以磺化聚醚砜多孔超濾膜為支承層，首先將水相溶液倒向支撐層表面并浸泡3分鐘，然后倒掉水相溶液并除去膜面多余水分，接著將有機相溶液倒向膜面，并反應(yīng)60秒，反應(yīng)結(jié)束后采用有機溶劑對膜面進行充分沖洗以去除未反應(yīng)單體；

四、將有機溶劑沖洗過后的膜放在80℃下熱處理15分鐘；

五、最后用純水對膜進行充分清洗，由此獲得聚酯酰胺復(fù)合納濾膜。