CN105664731A - 一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法 - Google Patents

一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105664731A
CN105664731A CN201610254669.2A CN201610254669A CN105664731A CN 105664731 A CN105664731 A CN 105664731A CN 201610254669 A CN201610254669 A CN 201610254669A CN 105664731 A CN105664731 A CN 105664731A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium dioxide
membrane
nanofiltration membrane
preparation
oil phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610254669.2A
Other languages
English (en)
Inventor
周勇
王恕皆
高从堦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201610254669.2A priority Critical patent/CN105664731A/zh
Publication of CN105664731A publication Critical patent/CN105664731A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/12—Specific ratios of components used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/36—Hydrophilic membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法。将钛酸四丁酯和均苯三甲酰氯溶解在正己烷中作为油相，与哌嗪水相溶液在聚砜底膜上用界面聚合法成膜，然后在一定的温度下烘干制备成二氧化钛掺杂纳滤膜。本发明通过在油相溶液中加入钛酸酯，在界面聚合的同时生成二氧化钛，并固定于分离层中，有效的解决了直接添加二氧化钛颗粒易团聚的缺点。二氧化钛的引入提高了膜片亲水性，优化了膜的分离性能。所制备的二氧化钛掺杂纳滤膜具有较高的渗透选择性和耐污染性，制膜方法简单易行，所用改性剂简单易得，具有良好的工业化应用前景。

Description

一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳滤膜的制备工艺，具体是指一种一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法。
背景技术
二氧化钛具有光催化杀菌作用,因而被应用于膜分离过程以提高膜的耐生物污染性。TiO2在紫外光照射作用下,可产生具有强氧化性的OH和O2一，不仅能够杀灭膜表面的微生物,又提高了复合膜的亲水性。对于界面聚合法制备TiO2杂化膜，现有的研究主要是将产品TiO2纳米颗粒添加到油相或水相中.由于纳米TiO2粒径小、比表面积和总表面能都很大,在一般溶剂中容易团聚,这将严重影响膜的性能，也增加了制备难度。
因此，人们开展了大量关于二氧化钛表面改性以及添加方法的研究，如在二氧化钛表面接枝亲水性较低的基团，在聚酰胺分离层表面涂覆二氧化钛，或在底膜上预先加入二氧化钛等。虽然这些方法一定程度上改善了团聚现象，但是这样做不仅工艺复杂且无法充分发挥二氧化钛的优势。
钛酸四丁酯是一种无色至淡黄色透明液体，能溶于除酮以外大部分有机溶剂。相比纳米粒子能够更加彻底的分散于有机溶剂中，并在界面聚合的同时水解生成纳米颗粒。这个过程使纳米颗粒更好的分散于分离层中，不仅改善了团聚现象而且工艺简单。
通过在TMC正己烷油相中添加钛酸四丁酯，在进行界面聚合的过程中，钛酸四丁酯与底膜上的水相在油水界面处接触，水解生成无机纳米颗粒和有机醇。增加分离层的亲水性，显著提高了纳滤膜的通量。
发明内容
本发明针对有机-无机杂化纳滤膜的亲水性和团聚问题，提出了一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法。
本发明通过以下技术方案得以实现：一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：
将均苯三甲酰氯加入到正己烷中，加热搅拌溶解成油相；将钛酸四丁酯加入油相中，加热搅拌1小时形成均一透明溶液，密封静置2小时以上；将哌嗪溶解制成水相溶液，调节pH至10；将水相溶液倒在聚砜底膜上，静置十分钟，然后倒掉多余水相，沥干至表面无水迹；再在表面倒入油相，反应1分钟后放入烘箱烘干成膜。
进一步地，其中油相和水相的浓度，均苯三甲酰氯质量体积比分数为0.05-0.2%，钛酸四丁酯质量体积比分数为0.02-0.1%，哌嗪质量体积比分数为0.1-0.3%。
将0.2mol/l的磷酸三钠溶液和0.5mol/l的盐酸溶液以5：2的体积比混合后用于调节水相pH值。
有益效果：本发明在油相中添加钛酸四丁酯，在界面聚合的同时生成纳米颗粒，分散于聚酰胺分离层中。这么做避免了在水相或油相中直接添加纳米颗粒造成的团聚现象。而且相比对二氧化钛改性和涂覆等方法，具有工艺简单和不易脱落的优点。生成的纳米颗粒增加了分离层的亲水性和抗污染性，在显著提高膜通量的情况下截留率的损失较小。
具体实施方式
下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此：
实施例1
将均苯三甲酰氯加入到正己烷中质量分数为0.1%（m/v），将钛酸四丁酯加入油相中质量分数为0.02%，加热搅拌1小时形成均一透明溶液（此过程要避免钛酸酯遇水水解）。将哌嗪溶解制成水相溶液质量分数为0.2%（磷酸钠和盐酸调节pH=10），十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂。将水相溶液倒在聚砜底膜上，静置十分钟，然后去除多余水相，沥干至表面无水迹。在再表面倒入油相，反应1分钟后放入烘箱烘干成膜（热处理温度80度，热处理时间10分钟）。
在1MPa压力下测试，膜片渗透通量为62.4l/m2.h，对MgSO4和NaCl的脱盐率分别为79.7%和48.9%。
实施例2
将均苯三甲酰氯加入到正己烷中质量分数为0.1%（m/v），加热搅拌1小时形成均一透明溶液（此过程要避免钛酸酯遇水水解）。将哌嗪溶解制成水相溶液质量分数为0.2%（磷酸钠和盐酸调节pH=10），十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂。将水相溶液倒在聚砜底膜上，静置十分钟，然后去除多余水相，沥干至表面无水迹。在再表面倒入油相，反应1分钟后放入烘箱烘干成膜（热处理温度80度，热处理时间10分钟）。
在1MPa压力下测试，膜片渗透通量为46.8l/m2.h，对MgSO4和NaCl的脱盐率分别为83.7%和58.8%。
实施例3-4
改变油相中均苯三甲酰氯（TMC）的质量分数，钛酸酯质量分数为0.05%，其他步骤与实施例1相同的操作方法，制备复合膜并测试，得到结果如下表：
实施例5-7
改变油相中钛酸四丁酯的质量分数，其他步骤与实施例1相同的操作方法，制备复合膜并测试，得到结果如下表：

Claims (3)

1.一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：将均苯三甲酰氯加入到正己烷中，加热搅拌溶解成油相；将钛酸四丁酯加入油相中，加热搅拌1小时形成均一透明溶液，密封静置2小时以上；将哌嗪溶解制成水相溶液，调节pH至10；将水相溶液倒在聚砜底膜上，静置十分钟，然后倒掉多余水相，沥干至表面无水迹；再在表面倒入油相，反应1分钟后放入烘箱烘干成膜。
2.根据权利要求1所述的一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法，其特征在于油相和水相浓度，均苯三甲酰氯质量体积比分数为0.05-0.2%，钛酸四丁酯质量体积比分数为0.02-0.1%，哌嗪质量体积比分数为0.1-0.3%。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法，其特征在于将0.2mol/l的磷酸三钠溶液和0.5mol/l的盐酸溶液以5：2的体积比混合后用于调节水相pH值。
CN201610254669.2A 2016-04-22 2016-04-22 一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法 Pending CN105664731A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610254669.2A CN105664731A (zh) 2016-04-22 2016-04-22 一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610254669.2A CN105664731A (zh) 2016-04-22 2016-04-22 一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105664731A true CN105664731A (zh) 2016-06-15

Family

ID=56215644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610254669.2A Pending CN105664731A (zh) 2016-04-22 2016-04-22 一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105664731A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107174987A (zh) * 2017-06-01 2017-09-19 江苏天和制药有限公司 一种新型三氧化二锆掺杂纳滤膜及其制备方法
CN107715706A (zh) * 2017-11-22 2018-02-23 中国海洋大学 一种含凹凸棒石或凹凸棒石/TiO2的反渗透复合膜的制备方法
CN108607368A (zh) * 2018-05-07 2018-10-02 浙江工业大学 一种聚四氟乙烯超滤膜亲水改性方法
CN110787637A (zh) * 2019-11-27 2020-02-14 徐小燕 一种表面固定二氧化钛的抗污染聚酰胺复合膜
CN110801737A (zh) * 2019-11-25 2020-02-18 徐业华 一种高分散二氧化钛掺杂聚酰胺反渗透膜的制备方法
CN110801738A (zh) * 2019-11-25 2020-02-18 徐业华 一种高分散二氧化钛掺杂聚酰胺纳滤膜的制备方法
CN111467979A (zh) * 2020-04-29 2020-07-31 青岛森晨环保科技有限责任公司 一种废水处理用聚砜光催化超滤膜材料的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102974228A (zh) * 2012-10-25 2013-03-20 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种具有纳米杂化脱盐层的纳滤膜
CN103877872A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种纳米材料改性聚哌嗪酰胺纳滤膜的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102974228A (zh) * 2012-10-25 2013-03-20 贵阳时代沃顿科技有限公司 一种具有纳米杂化脱盐层的纳滤膜
CN103877872A (zh) * 2014-03-28 2014-06-25 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种纳米材料改性聚哌嗪酰胺纳滤膜的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋杰等: "《有机－无机杂化复合膜的研究进展》", 《水处理技术》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107174987A (zh) * 2017-06-01 2017-09-19 江苏天和制药有限公司 一种新型三氧化二锆掺杂纳滤膜及其制备方法
CN107715706A (zh) * 2017-11-22 2018-02-23 中国海洋大学 一种含凹凸棒石或凹凸棒石/TiO2的反渗透复合膜的制备方法
CN108607368A (zh) * 2018-05-07 2018-10-02 浙江工业大学 一种聚四氟乙烯超滤膜亲水改性方法
CN110801737A (zh) * 2019-11-25 2020-02-18 徐业华 一种高分散二氧化钛掺杂聚酰胺反渗透膜的制备方法
CN110801738A (zh) * 2019-11-25 2020-02-18 徐业华 一种高分散二氧化钛掺杂聚酰胺纳滤膜的制备方法
CN110801738B (zh) * 2019-11-25 2021-06-01 泰州清润环保科技有限公司 一种高分散二氧化钛掺杂聚酰胺纳滤膜的制备方法
CN110787637A (zh) * 2019-11-27 2020-02-14 徐小燕 一种表面固定二氧化钛的抗污染聚酰胺复合膜
CN111467979A (zh) * 2020-04-29 2020-07-31 青岛森晨环保科技有限责任公司 一种废水处理用聚砜光催化超滤膜材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105664731A (zh) 一种新型二氧化钛掺杂纳滤膜的制备方法
CN107297154B (zh) 一种羧基化氧化石墨烯纳滤膜及其制备和应用
Wang et al. Preparation of hollow TiO 2 nanoparticles through TiO 2 deposition on polystyrene latex particles and characterizations of their structure and photocatalytic activity
CN105727760B (zh) 一种氨基酸接枝复合纤维素的抗污染超滤膜及其制备方法
Wang et al. Preparation and properties of polyamide/titania composite nanofiltration membrane by interfacial polymerization
CN111732735B (zh) 一种超支化聚合物-SiO2复合破乳剂及其制备方法和应用
CN110801738B (zh) 一种高分散二氧化钛掺杂聚酰胺纳滤膜的制备方法
CN105413500B (zh) 一种聚间苯二甲酰间苯二胺纳滤膜的制备方法
CN105413464A (zh) 一种添加石墨烯量子点的正渗透膜制备方法、所制备的正渗透膜以及该膜的应用
CN104841296A (zh) 一种纳米氧化硅球/聚哌嗪酰胺纳米复合纳滤膜及其制备方法
CN107501443A (zh) 一种磁性疏水改性阳离子聚丙烯酰胺除油絮凝剂的制备方法
CN103111196A (zh) 一种纳滤膜的制备方法
CN101746818B (zh) 一种疏水纳米二氧化钛的制备方法
CN108516607A (zh) 一种油水乳液分离方法及用于油水乳液分离的滤膜
Yan et al. Insights into the control mechanism of different coagulation pretreatment on ultrafiltration membrane fouling for oily wastewater treatment
Yu et al. Evaluation of the self-assembled functional PPFS-P-AM composite for treating oilfield sewage
Long et al. In-situ assembly of polyelectrolyte via surface segregation of titanium oxide for antifouling membranes
CN104649494A (zh) 一种硅溶胶废水的处理及联产钠盐的方法
Ismail et al. PVDF/Fe2O3 mixed matrix membrane for oily wastewater treatment
CN107174987A (zh) 一种新型三氧化二锆掺杂纳滤膜及其制备方法
CN107970794A (zh) 一种核壳型多级孔结构纳米粒子及其制备的改性反渗透膜
Arsene et al. Elevated water transport of polyamide nanofiltration membranes via aqueous organophosphorus mediated interfacial polymerization
CN104788688A (zh) 一种非对称结构的片状固体乳化剂及其制备方法
Li et al. Floc Kinetics in Dual-coagulation for the Treatment of High-concentration Surfactant-kaolin Wastewater
CN110947308A (zh) 一种以GO/ZnO制备复合反渗透膜的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160615

RJ01 Rejection of invention patent application after publication