CN103240004A - 一种荷电纳滤膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种荷电纳滤膜及其制备方法，该方法包括制备荷电聚合物溶液、溶胀与去溶胀等步骤。本发明将原中空纤维超滤膜的孔径直接减小至纳滤的孔径级别，对该膜本身的结构不造成损坏，实现了一步法制备得到荷电纳滤膜。此外，本发明方法的操作条件温和，不需要使用特殊的化学试剂，设备要求与制备成本很低，因此非常适合大规模工业生产。

Description

一种荷电纳滤膜及其制备方法

【技术领域】

本发明属于膜分离技术领域。更具体地，本发明涉及一种荷电纳滤膜，还涉及所述荷电纳滤膜的制备方法。

【背景技术】纳滤膜是基于反渗透膜的基础上发展起来的一种新型压力驱动膜分离技术。典型纳滤膜具有下述特征：（1）单价盐如NaCl的截留率通常低于70%，二价盐或多价盐截留率通常在90%以上；（2）可溶性有机物质的截留范围介于100～1000；（3）操作压力较反渗透低，通常在0.5～2.0MPa。目前纳滤膜已经被广泛应用于食品、医药、环保、水资源等领域。纳滤膜制备方法有相转化法、共混法、复合法、荷电法等。例如界面聚合是工业上应用最多的纳滤膜制备方法，具有操作简便、结构可控的特点，目前已经成功地制备了NF系列、NTR系列、UTC系列、ATF系列、MPT系列、MPF系列及A-15等系列纳滤膜。邓慧宇（文献低压荷电纳滤膜的结构控制及性能研究，浙江大学博士论文（2008））利用紫外辐照接枝方法将电荷密度很高的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵接枝到聚砜超滤膜表面制备出低压荷正电的纳滤膜，操作压力为0.2MPa时，1000mg/LMgCl₂脱除率为94.8%，通量为20.3L/m².h。宫晓娜等（文献嵌入-包埋法改性聚烯烃多孔膜的研究，宫晓娜，浙江大学硕士学位论文，（2012））通过嵌入-包埋法，采用两亲性的双嵌段烷基聚氧乙烯醚C₁₈EO_n和三嵌段聚醚EO_xPO_yEO_x对聚烯烃多孔膜进行改性，提高了膜表面的亲水性。但是，该法所用的改性剂聚丙二醇、嵌段聚醚为电中性聚合物，改性后的膜表面并不带电，因此没有对无机盐截留的荷电膜的特性。CN201010284598、CN201010284603与CN201210318448公开了两性荷电纳滤膜及其制备方法，这些方法包括在超滤膜表面接枝一种荷负电单体，再接枝一种荷正电单体。CN201010039535公开了一种荷正电纳滤膜的制备方法。该方法包括通过自由基共聚反应得到功能性共聚物，再把这种共聚物水溶液涂覆在支撑层上并干燥；然后浸入含交联剂的溶液中，最后加热固化得荷正电纳滤膜。CN201110211658公开了一种荷负电纳滤膜的制备方法。该方法包括将微孔膜置于第一单体溶液中进行预接枝，然后洗去在膜表面残余的第一单体，再置于第二单体中继续辐照接枝。CN201210318447公开了一种荷正电纳滤膜的制备方法。该方法包括将微孔膜置于第一单体溶液中进行接枝，然后清洗在膜表面上残余的第一单体掉，最后再置于第二单体中继续辐照。

目前，中空纤维荷电膜的制备主要是采用表面荷电法，一般是通过对超滤膜进行含浸处理或者界面聚合方法使超滤基膜表面带上电荷，同时由于孔径作用和电荷效应使膜的孔径达到纳滤级别同时膜表面带上电荷，但是含浸处理方法制备的荷电纳滤膜由于是采用表面涂覆，因此纳滤皮层的稳定性不好。界面聚合主要是由于水相和油相等多为有毒性的有机试剂，对环境的污染和后处理问题严重，且运行压力均很高。采用溶胀包埋法，由于避开了化学反应的复杂性和化学反应机理本身的限制，包埋的荷电聚合物种类和含量可以根据实际需要来任意选择，实现了膜表面荷电化的可控性，同时由于溶胀和包埋的操作方法简单易行，因此可以制备各种荷电性质和荷电量的纳滤膜，但其缺点是由于溶胀时间较长，这样制备荷电纳滤膜的效率较低。目前，人们往往制备复合纳滤膜，还未见采用物理方法制备荷电中空纤维纳滤膜的报道。

为此，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量试验研究，终于完成了本发明。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种荷电纳滤膜。

本发明的另一个目的是提供所述荷电纳滤膜的制备方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种荷电纳滤膜的制备方法。

该制备方法的步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将5～20重量份分子量10000～100000荷电聚合物溶解于80～95重量份溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

所述的荷电聚合物选自阳离子聚电解质、阴离子聚电解质或两性聚电解质；

所述的溶胀剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、环己烷或石油醚；

B、溶胀

将截留分子量小于20000中空纤维超滤膜放入在步骤A制备的溶液中在温度25～50℃下进行溶胀10～24小时；

所述的中空纤维超滤膜是聚烯烃、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物或聚砜超滤膜；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀20～40min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的荷电纳滤膜。

根据本发明的一种优选实施方式，所述的阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的阴离子聚电解质选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚对苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的两性聚电解质选自丙烯酸-乙烯基烷基氯化铵共聚物或对苯乙烯磺酸-乙烯基烷基氯化铵共聚物。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的聚烯烃选自聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的聚酰胺选自尼龙6、尼龙66、尼龙11、或尼龙12。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯或纤维素酯。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的含氟聚合物选自聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的聚砜选自双酚型聚砜、磺化聚砜、酚酞型聚醚砜或聚醚酮。

本发明还涉及采用所述制备方法制备得到的荷电纳滤膜。所述荷电纳滤膜的平均孔径为28～32nm、拉伸强度0.5～0.8MPa，它对不同价态阴阳离子的脱盐率在18%-93%、渗透水通量在测试压力0.4MPa下为40-55LMH。

下面将更详细地描述本发明。

本发明涉及一种荷电纳滤膜的制备方法。

本发明的制备方法包括三个步骤，第一步是将选择的荷电聚合物均匀地溶解在相应的溶胀剂（非良溶剂）中；第二步是将中空纤维超滤膜浸入该溶胀剂中进行溶胀，所述的荷电聚合物分子进入聚合物膜的溶胀区；第三步是将溶胀后的中空纤维膜迅速放入非溶胀剂中，利用聚合物的可逆溶胀性能进行去溶胀，在去溶胀的同时，所述的荷电聚合物分子固定并发生定向排列，使荷电的亲水性链伸展在膜表面，于是得到荷电的中空纤维膜。

该制备方法的步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将5～20重量份分子量10000～100000荷电聚合物溶解于80～95重量份溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液。

根据本发明，所述的荷电聚合物(聚电解质)应该理解是在其结构单元中含有可解离的离子基团的聚合物，它具有离子传导性，可分为阳离子荷电聚合物、阴离子荷电聚合物和两性荷电聚合物。

在本发明中，所述的荷电聚合物选自阳离子聚电解质、阴离子聚电解质或两性聚电解质。

在本发明中，所述的阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

优选地，所述的阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

更优选地，所述的阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

所述的阴离子聚电解质选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚对苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物。

优选地，所述的阴离子聚电解质选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物。

更优选地，所述的阴离子聚电解质选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸或聚苯乙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物。

所述的两性聚电解质选自丙烯酸-乙烯基烷基氯化铵共聚物或对苯乙烯磺酸-乙烯基烷基氯化铵共聚物。

优选地，所述的两性聚电解质是丙烯酸-乙烯基烷基氯化铵共聚物。

根据本发明，所述的溶胀剂应该理解是一种其分子能够渗入聚合物内部，使该聚合物体积膨胀，使其均匀分散，从而达到完全溶解的溶剂。

在本发明中，所述的溶胀剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、环己烷或石油醚。

优选地，所述的溶胀剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、环己烷或石油醚。

更优选地，所述的溶胀剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、二氯乙烷、甲苯、环己烷或石油醚。

人们知道，根据“极性相近”原则，溶质和溶剂的极性越接近，溶质就越易溶解。根据“溶度参数相近”原则，只有当聚合物与溶剂的内聚能密度（或溶度参数）接近或相等时，溶解过程才能进行。对于非极性的非晶态聚合物与非极性溶剂混合时，该聚合物与溶剂的溶度参数接近，它就能溶解，而对于非极性的晶态聚合物与非极性溶剂混合时，它们的熔点与溶度参数相近时，该聚合物便能溶解。因此，除了上述的聚电解质与溶胀剂之外，凡是能够实现本发明而又不会对本发明产生不利影响的聚电解质与溶胀剂也都应该是在本发明的保护范围内。

B、溶胀

将截留分子量小于20000中空纤维超滤膜放入在步骤A制备的溶液中在温度20～50℃下进行溶胀10～24小时。

人们知道，聚合物的溶解过程比小分子的溶解过程要缓慢得多，聚合物的溶解过程要经历两个阶段，首先是溶剂分子渗入聚合物内部，使聚合物体积膨胀，然后才是高分子均匀分散到溶剂中，达到完全溶解。人们将这样一种使聚合物体积膨胀过程称之为溶胀。这个步骤步是让所述中空纤维超滤膜浸没在溶胀剂中进行溶胀，以便让所述的荷电聚合物分子进入中空纤维超滤膜的溶胀部分中。

中空纤维超滤膜是一种由外径0.5-2.0nm、内径0.3-1.4nm的中空纤维组成的超滤膜。所述中空纤维的管壁上布满微孔，其孔径能截留分子量达几千至几十万的分子。

在本发明中，所述的中空纤维超滤膜是截留分子量小于20000的聚烯烃、聚酰胺、聚酯、含氟聚合物或聚砜超滤膜。

所述的聚烯烃选自聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯。本发明使用的聚烯烃超滤膜都是目前市场上销售的产品。

所述的聚酰胺选自尼龙6、尼龙66、尼龙11或尼龙12。本发明使用的聚酰胺都是目前市场上销售的产品。

所述的聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯或纤维素酯。本发明使用的聚酯超滤膜都是目前市场上销售的产品。

所述的含氟聚合物选自聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。本发明使用的含氟聚合物都是目前市场上销售的产品。

所述的聚砜选自双酚型聚砜、磺化聚砜、酚酞型聚醚砜或聚醚酮。本发明使用的聚砜都是目前市场上销售的产品。

在本发明中，本发明使用的聚烯烃超滤膜在步骤A制备的溶液中的溶胀温度低于25℃时，则溶胀速度和程度会明显降低；如果其溶胀温度高于50℃时，则溶胀程度不易控制导致溶胀过度甚至对膜基体造成损坏；因此，其溶胀温度为25～50℃是合适的。

在本发明中，所述聚烯烃超滤膜的溶胀温度为25～50℃时，如果其溶胀时间小于10小时，由于聚合物的分子量较大则溶胀作用可能很弱；如果其溶胀时间长于24小时，则可能对膜的结构造成损坏；因此，所述聚烯烃超滤膜的溶胀时间为10～24小时应该是恰当的，优选地是12～20小时；更优选地是14～18小时。

所述中空纤维超滤膜与在步骤A制备溶液的量两者没有特别要求，只是需要将所述中空纤维超滤膜能够完全浸没在所述的溶液中。

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀20～40min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的荷电纳滤膜。

这个步骤利用聚合物可逆溶胀性能，将步骤B得到的溶胀中空纤维膜放入非溶胀剂中进行去溶胀，与此同时，所述的荷电聚合物分子固定并发生定向排列，使荷电的亲水性链伸展在膜表面，于是得到荷电的中空纤维膜。

本发明还涉及采用所述制备方法制备得到的荷电纳滤膜。所述荷电纳滤膜的平均孔径为28～32nm、拉伸强度0.5～0.8MPa。

采用本发明方法制备得到的荷电纳滤膜的平均孔径是采用泡压法在室温下测定的。

采用本发明方法制备得到的荷电纳滤膜的拉伸强度是采用数字显示拉伸机在室温条件下测定的。

根据本发明的另一种优选实施方式，本发明荷电纳滤膜的脱盐率18-93%、渗透水通量在40-55LMH（在0.4Mpa测试压力下）。

本发明荷电纳滤膜分离性能测定方法如下：

用1000mg/LNaCl、Na₂SO₄、MgCl₂、MgSO₄、CaCl₂五种水溶液为供料液，采用本公司公司自制的平板膜评价仪测定了本发明荷电纳滤膜的渗透水通量，采用广州戈迪电子科技有限公司公司以商品名HQ14D销售的数字化电导率分析仪测定了供料液的电导率和渗出液的电导率，由这些电导率根据进料液和渗水料液电导的比值然后根据下式（1）计算出脱盐率，根据下式（2）与其膜有效面积23.75cm²与测试压力0.4MPa计算出该膜的渗透水通量。

$R=\frac{C_f-C_p}{C_f}\×100\%---\left(1\right)$

式中：

C_f-进料液浓度；

C_p-渗出液浓度；

$F=\frac{V}{\mathrm{At}}---\left(2\right)$

式中：

V-渗透水的体积；

A-膜的有效面积；

t-时间；

本发明荷电纳滤膜表面的电荷性能测定如下：

采用电动分析仪(SurPASSAntonPaar,GmbH,Austria)测定流动电势。1.0mMKCl溶液作为电解质溶液，利用NaOH和HCl调节其给料液的pH，测试了不同pH对膜表面zeta的影响，根据下述Helmholtz-Smoluchowski方程式（3）得到本发明荷电纳滤膜表面的zeta：

$\mathrm{\ζ}=\frac{\mathrm{\ΔE}}{\mathrm{\ΔP}}\frac{\mathrm{\ηk}}{\mathrm{\ϵ}}---\left(3\right)$

式中：

△E是膜表面的流动电势；

△P即为测流动电位时膜表面的实际压差；

ε是电介质的介电常数；

η和κ是电解质溶液的粘度和溶液的电导率；

[有益效果]

本发明的有益效果是：

1、本发明嵌入-包埋法的操作条件温和，不需要使用特殊的化学试剂，常温常压下进行，设备要求很低，制备成本也很低，因此非常适合大规模工业生产；所选用的溶胀剂种类多且来源丰富，其聚合物膜材料来源非常广泛；

2、本发明将原中空纤维超滤膜的孔径直接减小至纳滤的孔径级别，并且实现了一步法制备荷电纳滤膜，并且对该膜本身的结构不造成损坏；

3、本发明方法使所述膜表面带电，从而使得该膜本身的亲水性和抗污染性均大大增强，与现有技术相比，其亲水性较同等材料和孔径的膜有50%通量的提升；抗污染性明显提高。

4、本发明制备的膜的稳定性好，溶胀剂分子部分嵌进膜表面，通过分子间的缠绕或疏水相互作用等形成表面物理互穿网络，从而将改性剂分子固定在材料的表面，因此该荷电膜具有持久的稳定性，与现有技术相比，其持久性明显提高，持续运行60天后脱盐率和通量几乎不衰减。

5、本发明的荷电纳滤膜对无机盐的截留主要是依靠电荷排斥作用（即道南效应），而聚电解质的高电荷密度使得其膜对无机盐的脱盐率更高，且可以根据荷电性质选择性地脱除阳离子和阴离子，同时该膜的孔径介于超滤膜和纳滤膜之间，因此可以实现在低操作压下比纳滤膜有更大的通量。

【附图说明】

图1为实施例1-6所制备纳滤膜对无机盐脱盐率测试结果；

图2为实施例2、4、6的膜表面电位测试结果；

【具体实施方式】

通过下述实施例将能够更好地理解本发明。

实施例1：制备荷正电纳滤膜

该实施例的实施步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将10重量份杭州银湖化工有限公司销售的分子量20000聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯阳离子聚电解质溶解于90重量份甲苯溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

B、溶胀

将北京碧水源膜科技有限公司自制的聚砜中空纤维超滤膜（截留分子量20000）放入在步骤A制备的溶液中在温度35℃下进行溶胀18小时；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀20min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的荷正电聚砜中空纤维纳滤膜。

采用本说明书中描述的方法测定了本实施例制备制成荷电纳滤膜的性能：该荷电纳滤膜在其厚度0.5mm与0.4MPa的条件下，纯水通量55L/m².h，NaCl溶液的脱盐率47%，NaSO₄脱盐率18%，MgCl₂脱盐率79%，MgSO₄脱盐率22%，CaCl₂脱盐率90%，平均孔径30nm、拉伸强度0.6MPa。

实施例2：制备荷正电纳滤膜

该实施例的实施步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将20重量份Sigma-Aldrich公司销售的分子量20000的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵聚电解质溶解于80重量份乙酸乙酯溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

B、溶胀

将北京碧水源膜科技有限公司自制的聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜（截留分子量15000）放入在步骤A制备的溶液中在温度40℃下进行溶胀22小时；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀20min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的荷正电聚偏氟乙烯中空纤维纳滤膜。

采用本说明书中描述的方法测定了本实施例制备制成荷电纳滤膜的性能：该荷电纳滤膜在其厚度0.5mm与0.4MPa的条件下，纯水通量50L/m².h，NaCl溶液的脱盐率58%，NaSO₄脱盐率24%，MgCl₂脱盐率87%，MgSO₄脱盐率36%，CaCl₂脱盐率93%，平均孔径30nm、拉伸强度0.6MPa。

实施例3：制备荷负电纳滤膜

该实施例的实施步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将10重量份百灵威科技有限公司销售的分子量30000聚对苯乙烯磺酸钠阴离子聚电解质溶解于90重量份二氯甲烷溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

B、溶胀

将北京碧水源膜科技有限公司自制的聚氯乙烯中空纤维超滤膜（截留分子量15000）放入在步骤A制备的溶液中在温度25℃下进行溶胀20小时；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀30min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的荷负电聚氯乙烯中空纤维纳滤膜。

采用本说明书中描述的方法测定了本实施例制备制成荷电纳滤膜的性能：该荷电纳滤膜在其厚度0.5mm与0.4MPa的条件下，纯水通量份溶胀剂42/m².h，NaCl溶液的脱盐率48%，NaSO₄脱盐率81%，MgCl₂脱盐率36%，MgSO₄脱盐率67%，CaCl₂脱盐率20%，平均孔径30nm、拉伸强度0.6MPa。

实施例4：制备荷负电纳滤膜

该实施例的实施步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将8重量份北京天创科仪科技有限公司销售的分子量15000聚二甲基二烯丙基氯化铵阴离子聚电解质溶解于92重量份丙酮溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

B、溶胀

将招远金汇膜科技有限公司销售的聚丙烯腈中空纤维超滤膜（截留分子量20000）放入在步骤A制备的溶液中在温度40℃下进行溶胀24小时；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀30min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的荷负电聚丙烯腈中空纤维纳滤膜。

采用本说明书中描述的方法测定了本实施例制备制成荷电纳滤膜的性能：该荷电纳滤膜在其厚度0.5mm与0.4MPa的条件下，纯水通量55L/m².h，NaCl溶液的脱盐率53%，NaSO₄脱盐率89%，MgCl₂脱盐率39%，MgSO₄脱盐率72%，CaCl₂脱盐率23%，平均孔径30nm、拉伸强度0.6MPa。

实施例5：制备两性荷电纳滤膜

该实施例的实施步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将4重量份Sigma-Aldrich公司销售的分子量60000对苯乙烯磺酸-乙烯基丙基氯化铵共聚物两性聚电解质溶解于96重量份二氧六环溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

B、溶胀

将尼斯达公司销售的尼龙-6中空纤维超滤膜（截留分子量20000）放入在步骤A制备的溶液中在温度40℃下进行溶胀20小时；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀30min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的两性荷电尼龙-6纳滤膜。

采用本说明书中描述的方法测定了本实施例制备制成荷电纳滤膜的性能：该荷电纳滤膜在其厚度0.5mm与0.4MPa的条件下，纯水通量38L/m².h，NaCl溶液的脱盐率60%，NaSO₄脱盐率52%，MgCl₂脱盐率65%，MgSO₄脱盐率57%，CaCl₂脱盐率68%，平均孔径30nm、拉伸强度0.6MPa。

实施例6：制备两性荷电纳滤膜

该实施例的实施步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将8重量份Sigma-Aldrich公司销售的分子量80000丙烯酸-乙烯基甲基氯化铵共聚物两性聚电解质溶解于92重量份四氢萘溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

B、溶胀

将北京碧水源膜科技有限公司自制的聚乙烯中空纤维超滤膜放入在步骤A制备的溶液中在温度45℃下进行溶胀16小时；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀20min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的两性荷电聚乙烯纳滤膜。

采用本说明书中描述的方法测定了本实施例制备制成荷电纳滤膜的性能：该荷电纳滤膜在其厚度0.5mm与0.4MPa的条件下，纯水通量35L/m².h，NaCl溶液的脱盐率59%，NaSO₄脱盐率52%，MgCl₂脱盐率63%，MgSO₄脱盐率68%，CaCl₂脱盐率62%，平均孔径30nm、拉伸强度0.6MPa。

Claims (10)

1.一种荷电纳滤膜的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：

A、制备荷电聚合物溶液

将5～20重量份分子量10000～100000荷电聚合物溶解于80～95重量份溶胀剂中，得到一种荷电聚合物溶液；

所述的荷电聚合物选自阳离子聚电解质、阴离子聚电解质或两性聚电解质；

所述的溶胀剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、甲醇、丙酮、二氧六环、四氢呋喃、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、环己烷或石油醚；

B、溶胀

将截留分子量小于20000的中空纤维超滤膜放入在步骤A制备的溶液中在温度25～50℃下进行溶胀10～24小时；

所述的中空纤维超滤膜是聚烯烃、聚芳香族或脂肪族酰胺、聚酯、含氟聚合物或聚砜超滤膜；

C、去溶胀

将经步骤B溶胀处理的中空纤维超滤膜置于室温纯水中进行去溶胀20～40min，然后取出，用纯水充分清洗，于是得到所述的荷电纳滤膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的阳离子聚电解质选自聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的阴离子聚电解质选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、聚对苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯磺酸钠-马来酸酐共聚物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的两性聚电解质选自丙烯酸-乙烯基烷基氯化铵共聚物或对苯乙烯磺酸-乙烯基烷基氯化铵共聚物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚烯烃选自聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚酰胺选自尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12或尼龙46。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯或纤维素酯。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的含氟聚合物选自聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的聚砜选自双酚型聚砜、磺化聚砜、酚酞型聚醚砜或聚醚酮。

10.根据权利要求1-9中任一项权利要求所述制备方法得到的荷电纳滤膜，其特征在于它的平均孔径28～32nm、拉伸强度0.5～0.8MPa；对不同荷电性质的膜，对不同价态的阳离子和阴离子的脱盐率均在80%以上，渗透水通量在测试压力0.4MPa下为35-55LMH。

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