CN108939956B - 一种改性聚醚砜功能梯度复合膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种改性聚醚砜功能梯度复合膜的制备方法，其主要是首先对聚醚砜进行两次氯乙酰化处理，之后氯乙酰化聚醚砜与二乙烯三胺五乙酸和二乙烯三胺进行化学键合反应，制得载带多氨基羧酸官能基团聚醚砜功能分离膜所用的膜铸液，继而应用相转移技术成膜，最后在该分离膜表面涂覆聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液和均苯三甲酰氯正庚烷溶液，通过界面聚合反应，形成致密的纳滤超薄层，即得改性聚醚砜功能梯度复合膜。本发明方法简便可行，纳滤超薄层的涂覆过程环境友好，制备的聚醚砜功能梯度分离膜实现了污染物的梯度化处置，最终高浓度重金属污染的水体经聚醚砜功能梯度分离膜处理后可直接达标排放或回用，继而将有效降低工程建设成本，具有较好的工程应用前景。

Description

一种改性聚醚砜功能梯度复合膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种分离膜的制备方法，特别是一种改性聚醚砜功能梯度复合膜的制备方法。
背景技术
近些年来，随着国家经济的迅猛增长，客观上要求工业发展、智能制造等行业的进步提升需与其步调一致，以电力、冶金、精密制造、石油化工、纺织、火电为代表的工业领域用水量急剧增加，致使含重金属污染物的废水排放量增大，造成了较为严重的重金属水污染。水体中铅、铜、汞、镍、镉等重金属污染物形态易变、不能被微生物降解，但能通过食物链传递，且易于在生物体内蓄积和富集，继而对环境生物和人体健康造成严重危害。因此，水环境重金属污染的有效防治是世界各国高度关注的环境问题。
膜分离作为一种新兴的水处理技术，其有操作简便、无二次污染、节能环保等突出优点，其在废水处理领域竞争优势日益彰显。膜分离技术能实现从颗粒物、胶体、大分子、离子的分级截留，膜系统占地小，配置灵活、易于增容和远程监控。审视目前膜分离技术在重金属废水处理领域中的应用概况，化学沉淀增效微滤过滤、化学混凝增效微滤过滤、胶束增强超滤虽能有效实现重金属的截留，但膜系统存在微生物污染和有机污染严重的风险，且无机颗粒易于导致膜孔堵塞，此外还存在重金属二次处置的难题。电渗析膜系统也存在集成繁琐、能耗大、运行成本高、膜组件污染后不易清洗的缺陷。反渗透膜技术虽能对水溶性重金属有高效的截留去除作用，但其存在进水压力大、能耗高、浓水处置难的问题。此外，载有螯合吸附官能基团的改性微滤和超滤分离膜仅能实现低浓度重金属的吸附处置，故而其工程应用收到限制。与上述膜技术相比，纳滤膜分离技术处理水体重金属污染的研究备受关注。纳滤膜分离过程介于超滤和反渗透之间，其借助微孔阻挡截留和电荷排斥，可有效去除部分单价离子、绝大多数高价离子、以及大分子量的水溶性有机物。除此之外，与反渗透相比，纳滤膜系统具有运行压力低、过水通量大的优点，但高浓度重金属废水经纳滤膜系统处置后通常不能满足直接排放的要求，故而其工程应用性能尚需提升。
与聚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯烃等膜材料相比，聚醚砜拥有优良的力学性能，其耐热、耐酸碱、耐辐射性能优异，其在机械、电子、汽车等领域应用广泛。近些年来，聚醚砜分离膜在水处理领域的应用也日益广泛，但常规聚醚砜微滤和超滤不能有效实现水环境中重金属污染物的有效去除。此外，以聚醚砜为基膜的纳滤膜对高浓度重金属和有机络合态重金属的处置效能距工程要求尚有差距。为此，为拓展聚醚砜类分离膜在重金属污染治理领域中的应用，国内外学者开展了诸多工作。公开号为CN 103041719 A和CN 201710036693.3的专利，提及以三氯甲烷、聚醚砜、氯乙酰氯、无水氯化铝和多乙烯胺为主要试剂，首先对聚醚砜进行氯乙酰化和胺化，之后可再对多乙烯胺进行膦酸化处置，继而将多乙烯胺和氨基膦酸吸附基团分别载入聚醚砜分离膜中，借助螯合基团的吸附作用，有效实现了水环境中重金属污染物的吸附去除。但应用上述专利技术所制聚醚砜功能分离膜对高浓度重金属去除作用欠佳，其对Pb(II)、Ni(II)和Cd(II)等一类重金属污染物的吸附去除作用也有限，且存在多乙烯胺的膦酸化效率低、过程控制繁琐等缺陷。为进一步提升聚醚砜分离膜处置重金属的效能，公开号为CN 107081077 A的专利提及以聚醚砜分离膜为支撑基膜，以环氧丙基三甲基氯化铵壳聚糖为功能层膜材料，采用相转化法在支撑膜层上浸涂功能层，制备了一种荷正电的纳滤膜。该纳滤膜具有较高的渗透选择性，其抗氧化性和耐污染性好，其对低浓度重金属离子废水的截留作用效果明显，但其处置高浓度重金属废水的效果欠佳。此外，有研究报道首先制备载带氯乙酰基的聚醚砜，之后使载带氯乙酰基的聚醚砜与四乙烯五胺等多乙烯胺类反生化学键合反应制备载带多乙烯胺基团的聚醚砜分离膜，然后使分离膜的多乙烯胺基团与多聚甲醛、亚磷酸进行膦酸化反应，最后借助界面聚合反应，在载带氨基膦酸官能基团的聚醚砜分离膜表面涂覆纳滤分离薄层，继而制备一种新型聚醚砜功能复合膜，该功能复合膜能分梯度实现重金属污染物的去除，但其内部吸附层的重金属吸附效能不甚理想，其吸附处置性能尚需较大提升。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种实施方便、毒害作用小、制备过程对人体危害小、能有效去除水体中存在的不同浓度和形态的重金属污染物的改性聚醚砜功能复合梯度分离膜的制备方法。
本发明的制备方法如下：
(1)聚醚砜的初次氯乙酰化处理：
①所用化学原料：
聚醚砜初次氯乙酰化处理所用化学原料有三氯甲烷、聚醚砜粉末、氯乙酰氯、无水三氯化铝、无水乙醇、去离子水，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：三氯甲烷：聚醚砜粉末：氯乙酰氯：无水三氯化铝：无水乙醇：去离子水＝32.5～35：2：1～1.5：0.75：25：12.5；
②聚醚砜的初次氯乙酰化处理：
a、首先将聚醚砜粉末和三氯甲烷倒入三口圆底烧瓶中，并将三口圆底烧瓶固定于磁力搅拌器上，三口圆底烧瓶的一个边口通入氮气，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管用以吸附反应挥发出的三氯甲烷，中口用磨口玻璃塞封堵，将三口圆底烧瓶固定好之后，再缓慢调节搅拌器转速至200r/min，搅拌三口圆底烧瓶内溶液30min；待粉末状聚醚砜在三氯甲烷中成为蓬松块状物时，调节搅拌器转速至550r/min，室温下继续磁力搅拌溶液直至蓬松块状聚醚砜溶解在三氯甲烷溶剂中；待蓬松块状聚醚砜完全溶解后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶底部，氮气流速为50mL/min，通入氮气5～10min后，室温下将氯乙酰氯用滴管逐滴加入到溶有聚醚砜的三氯甲烷中，磁力搅拌溶液10～15min后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气，于室温下将溶液超声振荡处理，使聚醚砜和氯乙酰氯在三氯甲烷溶剂中充分反应，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为20～25min，超声水浴温度为25～35℃；
b、三口圆底烧瓶内混合溶液经超声振荡处理后，将盛有溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出，并再次将其固定在搅拌器的支撑架上，开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气，同时开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌15min，之后取下三口圆底烧瓶中口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入无水三氯化铝，无水三氯化铝加入完毕后立刻用磨口玻璃塞将三口圆底烧瓶中口封堵；自无水三氯化铝加入始到聚醚砜粉末初次氯乙酰化反应结束的整个过程历时4h，在此过程中三口圆底烧瓶内溶液皆需通氮气保护；待聚醚砜氯乙酰化反应4h后，取下三口圆底烧瓶边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将三口圆底烧瓶从搅拌器上取下置于旋转减压蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；待三口圆底烧瓶内溶液温度冷却至室温后将1/2体积的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体，随后分别用去离子水和剩余1/2体积的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和无水三氯化铝反应物，收集洗涤好的白色固体，得到初次氯乙酰化的聚醚砜；
(2)聚醚砜的二次氯乙酰化处理：
①所用化学原料：
三氯甲烷、初次氯乙酰化的聚醚砜、氯乙酰氯、结晶四氯化锡、无水乙醇、去离子水，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：三氯甲烷：初次氯乙酰化的聚醚砜：氯乙酰氯：结晶四氯化锡：无水乙醇：去离子水＝22.5～25：2：0.5～1：0.75：50：37.5；
②制备过程：
a、首先将步骤(1)制备的初次氯乙酰化聚醚砜白色固体重新置于三口圆底烧瓶中，用铁架台将三口圆底烧瓶固定于搅拌器上，之后将三氯甲烷加入到三口圆底烧瓶中，三口圆底烧瓶的一个边口连接氮气导管，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管，中口用磨口玻璃塞封堵，将转速缓慢调至200r/min，待初次氯乙酰化聚醚砜固体充分溶解于三氯甲烷中后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶中，氮气流速为50mL/min，通入氮气5～10min后，室温下将氯乙酰氯用滴管由三口圆底烧瓶中口逐滴加入到三口圆底烧瓶中，再磁力搅拌溶液10～15min；之后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气并于室温下将溶液超声振荡处理，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为20～25min，超声水浴温度为25～35℃；
b、溶液经超声振荡处理后，将盛有混合溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出并固定于磁力搅拌器上，然后重新开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气并开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌反应1h，之后取下三口圆底烧瓶中央口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入结晶四氯化锡，继续磁力搅拌溶液3h，进行二次氯乙酰化反应，在二次氯乙酰化反应过程中始终向三口圆底烧瓶内溶液通入氮气；待聚醚砜二次氯乙酰化反应3h后，停止通入氮气，取三口圆底烧瓶下边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将其置于旋转蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；
c、待三口圆底烧瓶内溶液温度冷却至室温后，将1/4体积的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时会有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体；随后分别用1/3体积的去离子水和1/4体积的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡，之后再将剩余的1/2体积的无水乙醇与2/3体积的去离子水配制成体积比为1：1的乙醇水溶液洗涤白色固体，确保洗净白色固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡；将洗涤干净的二次氯乙酰化聚醚砜固体置于温度为50～60℃的烘箱中烘干，烘干时间为9～10h，烘干后的白色固体即为二次氯乙酰化聚醚砜；
(3)氯乙酰化聚醚砜有机溶液的配制：
①所用化学原料：
二次氯乙酰化聚醚砜、N,N-二甲基乙酰胺，两种化学原料的用量有如下质量比例关系：二次氯乙酰化聚醚砜：N,N-二甲基乙酰胺＝1：5；
②配制过程：
将步骤(2)制备的二次氯乙酰化聚醚砜固体和N,N-二甲基乙酰胺先后置于烧杯中，之后将烧杯固定于可控温磁力搅拌器上，磁力搅拌烧杯内的溶液，同时开启搅拌器的加热控制旋钮，使烧杯内溶液的温度自室温以2℃/min的升温速率升至40～50℃，待氯乙酰化聚醚砜充分溶解后，制得氯乙酰化聚醚砜有机溶液；
(4)二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液配制；
①所用化学原料：
二乙烯三胺五乙酸、二甲基亚砜、二乙烯三胺，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：二乙烯三胺五乙酸：二甲基亚砜：二乙烯三胺＝1：2.5～5：2；
②配制过程：
首先将二乙烯三胺五乙酸加入到盛有二甲基亚砜有机溶剂的烧杯中，然后将烧杯置于可控温磁力搅拌器上，对溶液进行磁力搅拌，转速为300r/min，同时开启可控温磁力搅拌器的加热键，使烧杯内溶液的温度自室温以5℃/min的升温速率升至60～70℃，待二乙烯三胺五乙酸充分溶解后，将质量浓度为99％的二乙烯三胺缓慢逐滴加入到烧杯内的混合溶液中，在二乙烯三胺加入的过程中混合溶液需充分搅拌，搅拌转速为500r/min；待二乙烯三胺加入完毕后，将混合溶液温度由60～70℃以2℃/min的升温速率升至80～85℃，保温并继续搅拌4h，搅拌转速为500r/min，得到二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液；
(5)载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜分离膜制备：
①所用化学原料：
氯乙酰化聚醚砜有机溶液、二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液、醋酸水溶液、碳酸钠水溶液、聚乙烯吡咯烷酮粉末，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：氯乙酰化聚醚砜有机溶液：二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液：醋酸水溶液：碳酸钠水溶液：聚乙烯吡咯烷酮粉末＝8：3.6～5.4：1：50：0.1～0.15；
②制备过程：
a、首先将步骤(3)制备的氯乙酰化聚醚砜有机溶液置于烧杯中，并将烧杯固定于可温控磁力搅拌器上，在300r/min的转速下磁力搅拌，同时向烧杯内通入氮气，氮气流速为50mL/min；然后将步骤(4)制备的二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液加入至烧杯中，开启可温控磁力搅拌器上的加热键，使混合溶液温度由室温以5℃/min的升温速率升至80～85℃，保温并继续搅拌4h，使三口圆底烧瓶内氯乙酰化聚醚砜有机溶液和二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液充分混合和反应；然后将质量浓度为5％的醋酸水溶液加入到混合溶液中，再加入聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌混合溶液2h，得制备载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜所用的共混膜铸液；
b、首先取一光滑玻璃棒，在其两端分别缠绕长度为25cm、直径为0.15mm的铜丝，玻璃棒两边铜丝的匝数和厚度相同；随后将制得的共混铸液倒在光滑洁净的玻璃板上，将玻璃棒水平置于光滑玻璃板一端，此时缠绕的铜丝分别置于玻璃板两侧，以5.5cm/s的速度平行拉动玻璃棒，使共混铸液均匀覆盖在玻璃板上，拉制过程需保持玻璃板上无气泡出现，之后先将刮制的液态薄膜在空气中室温放置20～40s，再将玻璃板连同刮制的液态薄膜浸没在冷凝浴溶液中使液态薄层凝胶化成膜，冷凝浴溶液为经微滤分离膜处理过后的自来水，冷凝浴溶液温度为40～50℃；待薄膜从玻璃板上自动脱离后，将薄膜用质量浓度为1％的碳酸钠溶液浸泡24h后，之后将薄膜从碳酸钠水溶液中取出用去离子水洗净，制得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜；
(6)改性聚醚砜功能梯度复合分离膜的制备：
①所用的化学原料：
载带氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜、总质量分数为2.0～3.5％的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，质量分数为0.1～0.5％的均苯三甲酰氯正庚烷溶液，聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中聚乙烯亚胺与哌嗪质量比为2:3，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：载带氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜：聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液：均苯三甲酰氯正庚烷溶液＝1：62.5：62.5；
②改性聚醚砜功能梯度复合分离膜的制备：
首先将步骤(5)制备的载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜浸泡于聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中，浸泡时间为1～10min，之后将分离膜取出放置于两张滤纸中间，并用力挤压以吸除膜表面残留的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，然后将聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液浸渍处理的分离膜置于均苯三甲酰氯正庚烷溶液中浸泡30～120s；之后将分离膜从均苯三甲酰氯正庚烷溶液中取出，室温下用吹风机将膜表面吹干后置于温度为35～50℃的恒温干燥箱中热处理10～30min，制得改性聚醚砜功能梯度复合分离膜。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、方法简便可行，纳滤超薄层的涂覆过程环境友好，其实施过程对人身健康损害小；
2、制备的聚醚砜功能梯度分离膜实现了污染物的梯度化处置，其首先发挥表面纳滤超薄层对高浓度重金属浓度的削减，之后再发挥分离膜内部吸附层对削减处理后的低浓度重金属吸附处置的效能，最终水体中的高浓度重金属污染物经该聚醚砜功能梯度分离膜处理后可直接达标排放或回用；
3、应用前景好，实现了改性微超滤膜吸附和纳滤分离膜截留去除作用效能的有效融合，继而能有效降低膜系统的集成投资。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜纯水渗透系数实验结果图。
图2是本发明实施例1制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜对有机物的截留实验结果图。
图3是本发明实施例1制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜对MgCl2、MgSO4、Na2SO4、KCl和NaCl五种无机盐的截留实验结果图。
图4是本发明实施例1制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜对Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+和Pb2+五种目标污染物去除的实验结果图。
具体实施方式
实施例1：
(1)聚醚砜初次氯乙酰化处理过程：
首先将8g聚醚砜粉末和130g三氯甲烷倒入三口圆底烧瓶中，并将三口圆底烧瓶固定于磁力搅拌器上，三口圆底烧瓶的一个边口通入氮气，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管用以吸附反应挥发出的三氯甲烷，中口用磨口玻璃塞封堵，将三口圆底烧瓶固定好之后，再缓慢调节搅拌器转速至200r/min，搅拌三口圆底烧瓶内溶液30min；待粉末状聚醚砜在三氯甲烷中成为蓬松块状物时，调节搅拌器转速至550r/min，室温下继续磁力搅拌溶液直至蓬松块状聚醚砜溶解在三氯甲烷溶剂中；待蓬松块状聚醚砜完全溶解后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶底部，氮气流速为50mL/min，通入氮气5min后，室温下将4g氯乙酰氯用滴管逐滴加入到溶有聚醚砜的三氯甲烷中，磁力搅拌溶液10min后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气，于室温下将溶液超声振荡处理，使聚醚砜和氯乙酰氯在三氯甲烷溶剂中充分反应，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为20min，超声水浴温度为25℃；
将盛有溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出，并再次将其固定在搅拌器的支撑架上，开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气，同时开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌15min，之后取下三口圆底烧瓶中口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g无水三氯化铝，无水三氯化铝加入完毕后立刻用磨口玻璃塞将三口圆底烧瓶中口封堵；自无水三氯化铝加入始到聚醚砜粉末初次氯乙酰化反应结束的整个过程历时4h，在此过程中三口圆底烧瓶内溶液皆需通氮气保护；然后取下三口圆底烧瓶边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将三口圆底烧瓶从搅拌器上取下置于旋转减压蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；待三口圆底烧瓶内溶液温度冷却至室温后将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体，随后分别用50g去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和无水三氯化铝反应物，收集洗涤好的白色固体，得到初次氯乙酰化的聚醚砜；
(2)聚醚砜二次氯乙酰化处理：
首先将8g步骤(1)制备的初次氯乙酰化聚醚砜白色固体重新置于三口圆底烧瓶中，用铁架台将三口圆底烧瓶固定于搅拌器上，之后将90g三氯甲烷加入到三口圆底烧瓶中，三口圆底烧瓶的一个边口连接氮气导管，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管，中口用磨口玻璃塞封堵，将转速缓慢调至200r/min，待初次氯乙酰化聚醚砜固体充分溶解于三氯甲烷中后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶中，氮气流速为50mL/min，通入氮气5min后，室温下将2g氯乙酰氯用滴管由三口圆底烧瓶中口逐滴加入到三口圆底烧瓶中，再磁力搅拌溶液10min；之后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气并于室温下将溶液超声振荡处理，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为20min，超声水浴温度为25℃；
将盛有混合溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出并固定于磁力搅拌器上，然后重新开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气并开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌反应1h，之后取下三口圆底烧瓶中央口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g结晶四氯化锡，继续磁力搅拌溶液3h，进行二次氯乙酰化反应，在二次氯乙酰化反应过程中始终向三口圆底烧瓶内溶液通入氮气；待聚醚砜二次氯乙酰化反应3h后，停止通入氮气，取三口圆底烧瓶下边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将其置于旋转蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；
将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时会有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体；随后分别用50g的去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡，之后再将100g的无水乙醇与100g的去离子水配制成体积比为1：1的乙醇水溶液洗涤白色固体，确保洗净白色固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡；将洗涤干净的二次氯乙酰化聚醚砜固体置于温度为50℃的烘箱中烘干，烘干时间为9h，烘干后的白色固体即为二次氯乙酰化聚醚砜；
(3)氯乙酰化聚醚砜有机溶液的配制：
将8g步骤(2)制备的二次氯乙酰化聚醚砜固体和40g N,N-二甲基乙酰胺先后置于烧杯中，之后将烧杯固定于可控温磁力搅拌器上，磁力搅拌烧杯内的溶液，同时开启搅拌器的加热控制旋钮，使烧杯内溶液的温度自室温以2℃/min的升温速率升至40℃，待氯乙酰化聚醚砜充分溶解后，制得氯乙酰化聚醚砜有机溶液；
(4)二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液配制；
首先将4g二乙烯三胺五乙酸加入到盛有10g二甲基亚砜有机溶剂的烧杯中，然后将烧杯置于可控温磁力搅拌器上，对溶液进行磁力搅拌，转速为300r/min，同时开启可控温磁力搅拌器的加热键，使烧杯内溶液的温度自室温以5℃/min的升温速率升至60℃，待二乙烯三胺五乙酸充分溶解后，将8g二乙烯三胺缓慢逐滴加入到烧杯内的混合溶液中，在二乙烯三胺加入的过程中混合溶液需充分搅拌，搅拌转速为500r/min；待二乙烯三胺加入完毕后，将混合溶液温度由60℃以2℃/min的升温速率升至80℃，保温并继续搅拌4h，搅拌转速为500r/min，得到二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液；
(5)载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜分离膜制备：
首先将48g步骤(3)制备的氯乙酰化聚醚砜有机溶液置于烧杯中，并将烧杯固定于可温控磁力搅拌器上，在300r/min的转速下磁力搅拌，同时向烧杯内通入氮气，氮气流速为50mL/min；然后将22g步骤(4)制备的二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液加入至烧杯中，开启可温控磁力搅拌器上的加热键，使混合溶液温度由室温以5℃/min的升温速率升至80℃，保温并继续搅拌4h，使烧杯内氯乙酰化聚醚砜有机溶液和二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液充分混合和反应；混合溶液搅拌反应4h之后，将6g质量浓度为5％的醋酸水溶液加入到混合溶液中，再加入0.6g聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌混合溶液2h，即得制备载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜所用的共混膜铸液；
首先取一光滑玻璃棒，在其两端分别缠绕长度为25cm、直径为0.15mm的铜丝，玻璃棒两边铜丝的匝数和厚度相同；随后将制得的共混铸液倒在光滑洁净的玻璃板上，将玻璃棒水平置于光滑玻璃板一端，此时缠绕的铜丝分别置于玻璃板两侧，以5.5cm/s的速度平行拉动玻璃棒，使共混铸液均匀覆盖在玻璃板上，拉制过程需保持玻璃板上无气泡出现，之后先将刮制的液态薄膜在空气中室温放置20s，再将玻璃板连同刮制的液态薄膜浸没在冷凝浴溶液中使液态薄层凝胶化成膜，冷凝浴溶液为经微滤分离膜处理过后的自来水，冷凝浴溶液温度为40℃；待薄膜从玻璃板上自动脱离后，将薄膜用300g质量浓度为1％的碳酸钠溶液浸泡24h后，之后将薄膜从碳酸钠水溶液中取出用去离子水洗净，制了载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜；
(6)功能聚醚砜纳滤膜的制备：
首先将0.8g步骤(5)制备得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜浸泡于50g总质量分数为2.0％的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中，浸泡时间为1min，之后将分离膜取出放置于两张滤纸中间，并用力挤压以吸除膜表面残留的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，然后将聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液浸渍处理的分离膜置于50g质量分数为0.1％的均苯三甲酰氯正庚烷溶液中浸泡处理，浸泡时间为30s；之后将分离膜从均苯三甲酰氯正庚烷溶液中取出，室温下用吹风机将膜表面吹干后置于温度为35℃的恒温干燥箱中热处理10min，制得改性聚醚砜功能复合梯度分离膜。
如图1和图2所示，可以看出制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜的纯水通量为40.78L·m-2·h-1·MPa-1，截留分子量为677；测试对MgCl2、MgSO4、Na2SO4、KCl和NaCl五种无机盐的截留率的实验条件为：五种无机盐的质量浓度均1000mg·L-1，水温25℃，操作压力0.8MPa，由图3数据可知，制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜对MgCl2的截留率为95.38％，对MgSO4的截留率为87.34％，对Na2SO4的截留率为69.06％，对KCl的截留率为54.26％，对NaCl的截留率为53.14％；测试其对Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+和Pb2+目标污染的去除率的实验条件为：Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+的初始浓度皆为100mg/L，溶液pH为5.6，溶液温度为25℃，操作压力0.8MPa，由图4结果可知，制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜对四种目标污染物的去除效率如下：Zn2+的去除率为99.67％，Cu2+的去除率为99.56％，Ni2+的去除率为98.32％，Cd2+的去除率为97.73％，Pb2+的去除率为95.43％。综上测试结果可知，制备的改性聚醚砜功能梯度分离膜有理想的渗透通量和截留率，其对高浓度重金属污染物有高效的去除效能。
实施例2
(1)聚醚砜初次氯乙酰化处理过程：
首先将8g聚醚砜粉末和133g三氯甲烷倒入三口圆底烧瓶中，并将三口圆底烧瓶固定于磁力搅拌器上，三口圆底烧瓶的一个边口通入氮气，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管用以吸附反应挥发出的三氯甲烷，中口用磨口玻璃塞封堵，将三口圆底烧瓶固定好之后，再缓慢调节搅拌器转速至200r/min，搅拌三口圆底烧瓶内溶液30min；待粉末状聚醚砜在三氯甲烷中成为蓬松块状物时，调节搅拌器转速至550r/min，室温下继续磁力搅拌溶液直至蓬松块状聚醚砜溶解在三氯甲烷溶剂中；待蓬松块状聚醚砜完全溶解后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶底部，氮气流速为50mL/min，通入氮气7min后，室温下将4.6g氯乙酰氯用滴管逐滴加入到溶有聚醚砜的三氯甲烷中，磁力搅拌溶液12min后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气，于室温下将溶液超声振荡处理，使聚醚砜和氯乙酰氯在三氯甲烷溶剂中充分反应，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为22min，超声水浴温度为28℃；
将盛有溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出，并再次将其固定在搅拌器的支撑架上，开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气，同时开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌15min，之后取下三口圆底烧瓶中口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g无水三氯化铝，无水三氯化铝加入完毕后立刻用磨口玻璃塞将三口圆底烧瓶中口封堵；自无水三氯化铝加入始到聚醚砜粉末初次氯乙酰化反应结束的整个过程历时4h，在此过程中三口圆底烧瓶内溶液皆需通氮气保护；然后取下三口圆底烧瓶边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将三口圆底烧瓶从搅拌器上取下置于旋转减压蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；待三口圆底烧瓶内溶液温度冷却至室温后将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体，随后分别用50g去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和无水三氯化铝反应物，收集洗涤好的白色固体，得到初次氯乙酰化的聚醚砜；
(2)聚醚砜二次氯乙酰化处理：
首先将8g步骤(1)制得的初次氯乙酰化聚醚砜白色固体重新置于三口圆底烧瓶中，用铁架台将三口圆底烧瓶固定于搅拌器上，之后将93g三氯甲烷加入到三口圆底烧瓶中，三口圆底烧瓶的一个边口连接氮气导管，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管，中口用磨口玻璃塞封堵，将转速缓慢调至200r/min，待初次氯乙酰化聚醚砜固体充分溶解于三氯甲烷中后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶中，氮气流速为50mL/min，通入氮气7min后，室温下将2.6g氯乙酰氯用滴管由三口圆底烧瓶中口逐滴加入到三口圆底烧瓶中，再磁力搅拌溶液12min；之后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气并于室温下将溶液超声振荡处理，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为22min，超声水浴温度为28℃；
将盛有混合溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出并固定于磁力搅拌器上，然后重新开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气并开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌反应1h，之后取下三口圆底烧瓶中央口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g结晶四氯化锡，继续磁力搅拌溶液3h，进行二次氯乙酰化反应，在二次氯乙酰化反应过程中始终向三口圆底烧瓶内溶液通入氮气；待聚醚砜二次氯乙酰化反应3h后，停止通入氮气，取三口圆底烧瓶下边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将其置于旋转蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；
将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时会有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体；随后分别用50g的去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡，之后再将100g的无水乙醇与100g的去离子水配制成体积比为1：1的乙醇水溶液洗涤白色固体，确保洗净白色固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡；将洗涤干净的二次氯乙酰化聚醚砜固体置于温度为53℃的烘箱中烘干，烘干时间为9h，烘干后的白色固体即为二次氯乙酰化聚醚砜；
(3)氯乙酰化聚醚砜有机溶液的配制：
将8g步骤(2)制备的二次氯乙酰化聚醚砜固体和40g N,N-二甲基乙酰胺先后置于烧杯中，之后将烧杯固定于可控温磁力搅拌器上，磁力搅拌烧杯内的溶液，同时开启搅拌器的加热控制旋钮，使烧杯内溶液的温度自室温以2℃/min的升温速率升至43℃，待氯乙酰化聚醚砜充分溶解后，制得氯乙酰化聚醚砜有机溶液；
(4)二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液配制；
首先将4g二乙烯三胺五乙酸加入到盛有13g二甲基亚砜有机溶剂的烧杯中，然后将烧杯置于可控温磁力搅拌器上，对溶液进行磁力搅拌，转速为300r/min，同时开启可控温磁力搅拌器的加热键，使烧杯内溶液的温度自室温以5℃/min的升温速率升至63℃，待二乙烯三胺五乙酸充分溶解后，将8g二乙烯三胺缓慢逐滴加入到烧杯内的混合溶液中，在二乙烯三胺加入的过程中混合溶液需充分搅拌，搅拌转速为500r/min；待二乙烯三胺加入完毕后，将混合溶液温度由63℃以2℃/min的升温速率升至82℃，保温并继续搅拌4h，搅拌转速为500r/min，得到二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液；
(5)载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜分离膜制备：
首先将48g步骤(3)制备的氯乙酰化聚醚砜有机溶液置于烧杯中，并将烧杯固定于可温控磁力搅拌器上，在300r/min的转速下磁力搅拌，同时向烧杯内通入氮气，氮气流速为50mL/min；然后将25g步骤(4)制备的二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液加入至烧杯中，开启可温控磁力搅拌器上的加热键，使混合溶液温度由室温以5℃/min的升温速率升至82℃，保持溶液温度为82℃并继续搅拌4h，使烧杯内氯乙酰化聚醚砜有机溶液和二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液充分混合和反应；然后将6g质量浓度为5％的醋酸水溶液加入到混合溶液中，再加入0.7g聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌混合溶液2h，制得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜所用的共混膜铸液；
首先取一光滑玻璃棒，在其两端分别缠绕长度为25cm、直径为0.15mm的铜丝，玻璃棒两边铜丝的匝数和厚度相同；随后将制得的共混铸液倒在光滑洁净的玻璃板上，将玻璃棒水平置于光滑玻璃板一端，此时缠绕的铜丝分别置于玻璃板两侧，以5.5cm/s的速度平行拉动玻璃棒，使共混铸液均匀覆盖在玻璃板上，拉制过程需保持玻璃板上无气泡出现，之后先将刮制的液态薄膜在空气中室温放置26s，再将玻璃板连同刮制的液态薄膜浸没在冷凝浴溶液中使液态薄层凝胶化成膜，冷凝浴溶液为经微滤分离膜处理过后的自来水，冷凝浴溶液温度为43℃；待薄膜从玻璃板上自动脱离后，将薄膜用300g质量浓度为1％的碳酸钠溶液浸泡24h后，之后将薄膜从碳酸钠水溶液中取出用去离子水洗净，制得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜；
(6)功能聚醚砜纳滤膜的制备：
首先将0.8g步骤(5)制备得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜浸泡于50g总质量分数为2.5％的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中，浸泡时间为4min，之后将分离膜取出放置于两张滤纸中间，并用力挤压以吸除膜表面残留的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，然后将聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液浸渍处理的分离膜置于50g质量分数为0.2％的均苯三甲酰氯正庚烷溶液中浸泡处理，浸泡时间为60s；之后将分离膜从均苯三甲酰氯正庚烷溶液中取出，室温下用吹风机将膜表面吹干后置于温度为40℃的恒温干燥箱中热处理16min，制得改性聚醚砜功能复合梯度分离膜。
实施例3
(1)聚醚砜初次氯乙酰化处理过程：
首先将8g聚醚砜粉末和136g三氯甲烷倒入三口圆底烧瓶中，并将三口圆底烧瓶固定于磁力搅拌器上，三口圆底烧瓶的一个边口通入氮气，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管用以吸附反应挥发出的三氯甲烷，中口用磨口玻璃塞封堵，将三口圆底烧瓶固定好之后，再缓慢调节搅拌器转速至200r/min，搅拌三口圆底烧瓶内溶液30min；待粉末状聚醚砜在三氯甲烷中成为蓬松块状物时，调节搅拌器转速至550r/min，室温下继续磁力搅拌溶液直至蓬松块状聚醚砜溶解在三氯甲烷溶剂中；待蓬松块状聚醚砜完全溶解后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶底部，氮气流速为50mL/min，通入氮气9min后，室温下将5.2g氯乙酰氯用滴管逐滴加入到溶有聚醚砜的三氯甲烷中，磁力搅拌溶液14min后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气，于室温下将溶液超声振荡处理，使聚醚砜和氯乙酰氯在三氯甲烷溶剂中充分反应，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为24min，超声水浴温度为31℃；
将盛有溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出，并再次将其固定在搅拌器的支撑架上，开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气，同时开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌15min，之后取下三口圆底烧瓶中口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g无水三氯化铝，无水三氯化铝加入完毕后立刻用磨口玻璃塞将三口圆底烧瓶中口封堵；自无水三氯化铝加入始到聚醚砜粉末初次氯乙酰化反应结束的整个过程历时4h，在此过程中三口圆底烧瓶内溶液皆需通氮气保护；待聚醚砜氯乙酰化反应4h后，取下三口圆底烧瓶边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将三口圆底烧瓶从搅拌器上取下置于旋转减压蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体，随后分别用50g去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和无水三氯化铝反应物，收集洗涤好的白色固体，即得到初次氯乙酰化的聚醚砜；
(2)聚醚砜的二次氯乙酰化处理：
首先将8g初次氯乙酰化聚醚砜白色固体重新置于三口圆底烧瓶中，用铁架台将三口圆底烧瓶固定于搅拌器上，之后将96g三氯甲烷加入到三口圆底烧瓶中，三口圆底烧瓶的一个边口连接氮气导管，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管，中口用磨口玻璃塞封堵，将转速缓慢调至200r/min，待初次氯乙酰化聚醚砜固体充分溶解于三氯甲烷中后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶中，氮气流速为50mL/min，通入氮气9min后，室温下将3.2g氯乙酰氯用滴管由三口圆底烧瓶中口逐滴加入到三口圆底烧瓶中，再磁力搅拌溶液14min；之后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气并于室温下将溶液超声振荡处理，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为24min，超声水浴温度为31℃；
将盛有混合溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出并固定于磁力搅拌器上，然后重新开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气并开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌反应1h，之后取下三口圆底烧瓶中央口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g结晶四氯化锡，继续磁力搅拌溶液3h，进行二次氯乙酰化反应，在二次氯乙酰化反应过程中始终向三口圆底烧瓶内溶液通入氮气；待聚醚砜二次氯乙酰化反应3h后，停止通入氮气，取三口圆底烧瓶下边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将其置于旋转蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；
将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时会有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体；随后分别用50g的去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡，之后再将剩余的100g的无水乙醇与100g去离子水配制成体积比为1：1的乙醇水溶液洗涤白色固体，确保洗净白色固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡；将洗涤干净的二次氯乙酰化聚醚砜固体置于温度为56℃的烘箱中烘干，烘干时间为10h，烘干后的白色固体即为二次氯乙酰化聚醚砜；
(3)氯乙酰化聚醚砜有机溶液的配制：
将8g步骤(2)制备的二次氯乙酰化聚醚砜固体和40g N,N-二甲基乙酰胺先后置于烧杯中，之后将烧杯固定于可控温磁力搅拌器上，磁力搅拌烧杯内的溶液，同时开启搅拌器的加热控制旋钮，使烧杯内溶液的温度自室温以2℃/min的升温速率升至46℃，待氯乙酰化聚醚砜充分溶解后，制得氯乙酰化聚醚砜有机溶液；
(4)二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液配制；
首先将4g二乙烯三胺五乙酸加入到盛有16g二甲基亚砜有机溶剂的烧杯中，然后将烧杯置于可控温磁力搅拌器上，对溶液进行磁力搅拌，转速为300r/min，同时开启可控温磁力搅拌器的加热键，使烧杯内溶液的温度自室温以5℃/min的升温速率升至66℃，待二乙烯三胺五乙酸充分溶解后，将8g二乙烯三胺缓慢逐滴加入到烧杯内的混合溶液中，在二乙烯三胺加入的过程中混合溶液需充分搅拌，搅拌转速为500r/min；待二乙烯三胺加入完毕后，将混合溶液温度由66℃以2℃/min的升温速率升至84℃，保持溶液温度为84℃并继续搅拌4h，搅拌转速为500r/min，得到二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液；
(5)载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜分离膜制备：
首先将48g步骤(3)制备的氯乙酰化聚醚砜有机溶液置于烧杯中，并将烧杯固定于可温控磁力搅拌器上，在300r/min的转速下磁力搅拌，同时向烧杯内通入氮气，氮气流速为50mL/min；然后将28g步骤(4)制备的二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液加入至烧杯中，开启可温控磁力搅拌器上的加热键，使混合溶液温度由室温以5℃/min的升温速率升至84℃，保温并继续搅拌4h，使烧杯内氯乙酰化聚醚砜有机溶液和二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液充分混合和反应；混合溶液搅拌反应4h之后，将6g质量浓度为5％的醋酸水溶液加入到混合溶液中，再加入0.8g聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌混合溶液2h，制得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜所用的共混膜铸液；
首先取一光滑玻璃棒，在其两端分别缠绕长度为25cm、直径为0.15mm的铜丝，玻璃棒两边铜丝的匝数和厚度相同；随后将制得的共混铸液倒在光滑洁净的玻璃板上，将玻璃棒水平置于光滑玻璃板一端，此时缠绕的铜丝分别置于玻璃板两侧，以5.5cm/s的速度平行拉动玻璃棒，使共混铸液均匀覆盖在玻璃板上，拉制过程需保持玻璃板上无气泡出现，之后先将刮制的液态薄膜在空气中室温放置32s，再将玻璃板连同刮制的液态薄膜浸没在冷凝浴溶液中使液态薄层凝胶化成膜，冷凝浴溶液为经微滤分离膜处理过后的自来水，冷凝浴溶液温度为46℃；待薄膜从玻璃板上自动脱离后，将薄膜用300g质量浓度为1％的碳酸钠溶液浸泡24h后，之后将薄膜从碳酸钠水溶液中取出用去离子水洗净，制得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜；
(6)功能聚醚砜纳滤膜的制备：
首先将0.8g步骤(5)制备得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜浸泡于50g总质量分数为3.0％的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中，浸泡时间为7min，之后将分离膜取出放置于两张滤纸中间，并用力挤压以吸除膜表面残留的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，然后将聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液浸渍处理的分离膜置于50g质量分数为0.4％的均苯三甲酰氯正庚烷溶液中浸泡处理，浸泡时间为90s；之后将分离膜从均苯三甲酰氯正庚烷溶液中取出，室温下用吹风机将膜表面吹干后置于温度为45℃的恒温干燥箱中热处理22min，制得改性聚醚砜功能复合梯度分离膜。
实施例4
(1)聚醚砜初次氯乙酰化处理过程：
首先将8g聚醚砜粉末和140g三氯甲烷倒入三口圆底烧瓶中，并将三口圆底烧瓶固定于磁力搅拌器上，三口圆底烧瓶的一个边口通入氮气，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管用以吸附反应挥发出的三氯甲烷，中口用磨口玻璃塞封堵，将三口圆底烧瓶固定好之后，再缓慢调节搅拌器转速至200r/min，搅拌三口圆底烧瓶内溶液30min；待粉末状聚醚砜在三氯甲烷中成为蓬松块状物时，调节搅拌器转速至550r/min，室温下继续磁力搅拌溶液直至蓬松块状聚醚砜溶解在三氯甲烷溶剂中；待蓬松块状聚醚砜完全溶解后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶底部，氮气流速为50mL/min，通入氮气10min后，室温下将6g氯乙酰氯用滴管逐滴加入到溶有聚醚砜的三氯甲烷中，磁力搅拌溶液15min后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气，于室温下将溶液超声振荡处理，使聚醚砜和氯乙酰氯在三氯甲烷溶剂中充分反应，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为25min，超声水浴温度为35℃；
将盛有溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出，并再次将其固定在搅拌器的支撑架上，开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气，同时开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌15min，之后取下三口圆底烧瓶中口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g无水三氯化铝，无水三氯化铝加入完毕后立刻用磨口玻璃塞将三口圆底烧瓶中口封堵；自无水三氯化铝加入始到聚醚砜粉末初次氯乙酰化反应结束的整个过程历时4h，在此过程中三口圆底烧瓶内溶液皆需通氮气保护；待聚醚砜氯乙酰化反应4h后，取下三口圆底烧瓶边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将三口圆底烧瓶从搅拌器上取下置于旋转减压蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体，随后分别用50g去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和无水三氯化铝反应物，收集洗涤好的白色固体，即得到初次氯乙酰化的聚醚砜；
(2)聚醚砜的二次氯乙酰化处理：
首先将8g初次氯乙酰化聚醚砜白色固体重新置于三口圆底烧瓶中，用铁架台将三口圆底烧瓶固定于搅拌器上，之后将100g三氯甲烷加入到三口圆底烧瓶中，三口圆底烧瓶的一个边口连接氮气导管，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管，中口用磨口玻璃塞封堵，将转速缓慢调至200r/min，待初次氯乙酰化聚醚砜固体充分溶解于三氯甲烷中后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶中，氮气流速为50mL/min，通入氮气10min后，室温下将4g氯乙酰氯用滴管由三口圆底烧瓶中口逐滴加入到三口圆底烧瓶中，再磁力搅拌溶液15min；之后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气并于室温下将溶液超声振荡处理，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为25min，超声水浴温度为35℃；
将盛有混合溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出并固定于磁力搅拌器上，然后重新开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气并开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌反应1h，之后取下三口圆底烧瓶中央口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入3g结晶四氯化锡，继续磁力搅拌溶液3h，进行二次氯乙酰化反应，在二次氯乙酰化反应过程中始终向三口圆底烧瓶内溶液通入氮气；待聚醚砜二次氯乙酰化反应3h后，停止通入氮气，取三口圆底烧瓶下边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将其置于旋转蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；
将50g的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时会有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体；随后分别用50g的去离子水和50g的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡，之后再将剩余的100g体积的无水乙醇与100g体积的去离子水配制成体积比为1：1的乙醇水溶液洗涤白色固体，确保洗净白色固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡；将洗涤干净的二次氯乙酰化聚醚砜固体置于温度为60℃的烘箱中烘干，烘干时间为10h，烘干后的白色固体即为二次氯乙酰化聚醚砜；
(3)氯乙酰化聚醚砜有机溶液的配制：
将8g步骤(2)制备的二次氯乙酰化聚醚砜固体和40g N,N-二甲基乙酰胺先后置于烧杯中，之后将烧杯固定于可控温磁力搅拌器上，磁力搅拌烧杯内的溶液，同时开启搅拌器的加热控制旋钮，使烧杯内溶液的温度自室温以2℃/min的升温速率升至50℃，待氯乙酰化聚醚砜充分溶解后，即制得氯乙酰化聚醚砜有机溶液；
(4)二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液配制；
首先将4g二乙烯三胺五乙酸加入到盛有20g二甲基亚砜有机溶剂的烧杯中，然后将烧杯置于可控温磁力搅拌器上，对溶液进行磁力搅拌，转速为300r/min，同时开启可控温磁力搅拌器的加热键，使烧杯内溶液的温度自室温以5℃/min的升温速率升至70℃，待二乙烯三胺五乙酸充分溶解后，将8g二乙烯三胺缓慢逐滴加入到烧杯内的混合溶液中，在二乙烯三胺加入的过程中混合溶液需充分搅拌，搅拌转速为500r/min；待二乙烯三胺加入完毕后，将混合溶液温度由70℃以2℃/min的升温速率升至85℃，保温并继续搅拌4h，搅拌转速为500r/min，得到二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液；
(5)载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜分离膜制备：
首先将48g步骤(3)制备的氯乙酰化聚醚砜有机溶液置于烧杯中，并将烧杯固定于可温控磁力搅拌器上，在300r/min的转速下磁力搅拌，同时向烧杯内通入氮气，氮气流速为50mL/min；然后将32g步骤(4)制备的二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液加入至烧杯中，开启可温控磁力搅拌器上的加热键，使混合溶液温度由室温以5℃/min的升温速率升至85℃，保温并继续搅拌4h，使烧杯内氯乙酰化聚醚砜有机溶液和二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液充分混合和反应；混合溶液搅拌反应4h之后，将6g质量浓度为5％的醋酸水溶液加入到混合溶液中，再加入0.9g聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌混合溶液2h，即得制备载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜所用的共混膜铸液；
首先取一光滑玻璃棒，在其两端分别缠绕长度为25cm、直径为0.15mm的铜丝，玻璃棒两边铜丝的匝数和厚度相同；随后将制得的共混铸液倒在光滑洁净的玻璃板上，将玻璃棒水平置于光滑玻璃板一端，此时缠绕的铜丝分别置于玻璃板两侧，以5.5cm/s的速度平行拉动玻璃棒，使共混铸液均匀覆盖在玻璃板上，拉制过程需保持玻璃板上无气泡出现，之后先将刮制的液态薄膜在空气中室温放置40s，再将玻璃板连同刮制的液态薄膜浸没在冷凝浴溶液中使液态薄层凝胶化成膜，冷凝浴溶液为经微滤分离膜处理过后的自来水，冷凝浴溶液温度为50℃；待薄膜从玻璃板上自动脱离后，将薄膜用300g质量浓度为1％的碳酸钠溶液浸泡24h后，之后将薄膜从碳酸钠水溶液中取出用去离子水洗净，制得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜；
(6)功能聚醚砜纳滤膜的制备：
首先将0.8g步骤(5)制备得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜浸泡于50g总质量分数为3.5％的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中，浸泡时间为10min，之后将分离膜取出放置于两张滤纸中间，并用力挤压以吸除膜表面残留的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，然后将聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液浸渍处理的分离膜置于50g质量分数为0.5％的均苯三甲酰氯正庚烷溶液中浸泡处理，浸泡时间为120s；之后将分离膜从均苯三甲酰氯正庚烷溶液中取出，室温下用吹风机将膜表面吹干后置于温度为50℃的恒温干燥箱中热处理30min，制得改性聚醚砜功能复合梯度分离膜。

Claims (1)

1.一种改性聚醚砜功能梯度复合分离膜的制备方法，首先将聚醚砜进行初次氯乙酰化处理：
①所用化学原料：
聚醚砜初次氯乙酰化处理所用化学原料有三氯甲烷、聚醚砜粉末、氯乙酰氯、无水三氯化铝、无水乙醇、去离子水，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：三氯甲烷：聚醚砜粉末：氯乙酰氯：无水三氯化铝：无水乙醇：去离子水＝32.5～35：2：1～1.5：0.75：25：12.5；
②聚醚砜的初次氯乙酰化处理：
a、首先将聚醚砜粉末和三氯甲烷倒入三口圆底烧瓶中，并将三口圆底烧瓶固定于磁力搅拌器上，三口圆底烧瓶的一个边口通入氮气，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管用以吸附反应挥发出的三氯甲烷，中口用磨口玻璃塞封堵，将三口圆底烧瓶固定好之后，再缓慢调节搅拌器转速至200r/min，搅拌三口圆底烧瓶内溶液30min；待粉末状聚醚砜在三氯甲烷中成为蓬松块状物时，调节搅拌器转速至550r/min，室温下继续磁力搅拌溶液直至蓬松块状聚醚砜溶解在三氯甲烷溶剂中；待蓬松块状聚醚砜完全溶解后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶底部，氮气流速为50mL/min，通入氮气5～10min后，室温下将氯乙酰氯用滴管逐滴加入到溶有聚醚砜的三氯甲烷中，磁力搅拌溶液10～15min后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气，于室温下将溶液超声振荡处理，使聚醚砜和氯乙酰氯在三氯甲烷溶剂中充分反应，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为20～25min，超声水浴温度为25～35℃；
b、三口圆底烧瓶内混合溶液经超声振荡处理后，将盛有溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出，并再次将其固定在搅拌器的支撑架上，开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气，同时开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌15min，之后取下三口圆底烧瓶中口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入无水三氯化铝，无水三氯化铝加入完毕后立刻用磨口玻璃塞将三口圆底烧瓶中口封堵；自无水三氯化铝加入始到聚醚砜粉末初次氯乙酰化反应结束的整个过程历时4h，在此过程中三口圆底烧瓶内溶液皆需通氮气保护；待聚醚砜氯乙酰化反应4h后，取下三口圆底烧瓶边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将三口圆底烧瓶从搅拌器上取下置于旋转减压蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；待三口圆底烧瓶内溶液温度冷却至室温后将1/2体积的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体，随后分别用去离子水和剩余1/2体积的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和无水三氯化铝反应物，收集洗涤好的白色固体，得到初次氯乙酰化的聚醚砜；
其特征在于：改性聚醚砜功能梯度复合分离膜的制备还包括以下步骤：
(1)聚醚砜的二次氯乙酰化处理：
①所用化学原料：
三氯甲烷、初次氯乙酰化的聚醚砜、氯乙酰氯、结晶四氯化锡、无水乙醇、去离子水，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：三氯甲烷：初次氯乙酰化的聚醚砜：氯乙酰氯：结晶四氯化锡：无水乙醇：去离子水＝22.5～25：2：0.5～1：0.75：50：37.5；
②制备过程：
a、首先将上述初次氯乙酰化聚醚砜白色固体重新置于三口圆底烧瓶中，用铁架台将三口圆底烧瓶固定于搅拌器上，之后将三氯甲烷加入到三口圆底烧瓶中，三口圆底烧瓶的一个边口连接氮气导管，另一个边口连接填有活性炭颗粒的吸收管，中口用磨口玻璃塞封堵，将转速缓慢调至200r/min，待初次氯乙酰化聚醚砜固体充分溶解于三氯甲烷中后，打开氮气瓶上的阀门使氮气缓缓通入到三口圆底烧瓶中，氮气流速为50mL/min，通入氮气5～10min后，室温下将氯乙酰氯用滴管由三口圆底烧瓶中口逐滴加入到三口圆底烧瓶中，再磁力搅拌溶液10～15min；之后关闭氮气瓶上的阀门，停止向三口圆底烧瓶内通入氮气并于室温下将溶液超声振荡处理，超声波清洗器功率是200W，超声波频率是40KHz，超声处理时间为20～25min，超声水浴温度为25～35℃；
b、溶液经超声振荡处理后，将盛有混合溶液的三口圆底烧瓶从超声波清洗器中取出并固定于磁力搅拌器上，然后重新开启氮气瓶上的气阀向三口圆底烧瓶内通入氮气并开启搅拌器，室温下对溶液进行搅拌反应1h，之后取下三口圆底烧瓶中央口处的磨口玻璃塞，向混合溶液中缓慢加入结晶四氯化锡，继续磁力搅拌溶液3h，进行二次氯乙酰化反应，在二次氯乙酰化反应过程中始终向三口圆底烧瓶内溶液通入氮气；待聚醚砜二次氯乙酰化反应3h后，停止通入氮气，取三口圆底烧瓶下边口处吸收管和通入氮气的导管，然后将其置于旋转蒸发器上，减压蒸馏回收三口圆底烧瓶内三氯甲烷，减压蒸馏温度为50℃、减压蒸馏压力为0.05MPa，当三口圆底烧瓶内溶液的体积浓缩为初始体积的25％时停止蒸馏，并使三口圆底烧瓶内溶液温度自然冷却至室温；
c、待三口圆底烧瓶内溶液温度冷却至室温后，将1/4体积的无水乙醇加入到三口圆底烧瓶中，这时会有白色固体析出，将有白色固体析出的混合溶液在室温条件下磁力搅拌20min，之后过滤收集白色固体；随后分别用1/3体积的去离子水和1/4体积的无水乙醇洗涤白色固体以洗去固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡，之后再将剩余的1/2体积的无水乙醇与2/3体积的去离子水配制成乙醇水溶液洗涤白色固体，确保洗净白色固体表面残留的三氯甲烷、氯乙酰氯和结晶四氯化锡；将洗涤干净的二次氯乙酰化聚醚砜固体置于温度为50～60℃的烘箱中烘干，烘干时间为9～10h，烘干后的白色固体即为二次氯乙酰化聚醚砜；
(2)氯乙酰化聚醚砜有机溶液的配制：
①所用化学原料：
二次氯乙酰化聚醚砜、N,N-二甲基乙酰胺，两种化学原料的用量有如下质量比例关系：二次氯乙酰化聚醚砜：N,N-二甲基乙酰胺＝1：5；
②配制过程：
将步骤(1)制备的二次氯乙酰化聚醚砜固体和N,N-二甲基乙酰胺先后置于烧杯中，之后将烧杯固定于可控温磁力搅拌器上，磁力搅拌烧杯内的溶液，同时开启搅拌器的加热控制旋钮，使烧杯内溶液的温度自室温以2℃/min的升温速率升至40～50℃，待氯乙酰化聚醚砜充分溶解后，制得氯乙酰化聚醚砜有机溶液；
(3)二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液配制；
①所用化学原料：
二乙烯三胺五乙酸、二甲基亚砜、二乙烯三胺，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：二乙烯三胺五乙酸：二甲基亚砜：二乙烯三胺＝1：2.5～5：2；
②配制过程：
首先将二乙烯三胺五乙酸加入到盛有二甲基亚砜有机溶剂的烧杯中，然后将烧杯置于可控温磁力搅拌器上，对溶液进行磁力搅拌，转速为300r/min，同时开启可控温磁力搅拌器的加热键，使烧杯内溶液的温度自室温以5℃/min的升温速率升至60～70℃，待二乙烯三胺五乙酸充分溶解后，将质量浓度为99％的二乙烯三胺缓慢逐滴加入到烧杯内的混合溶液中，在二乙烯三胺加入的过程中混合溶液需充分搅拌，搅拌转速为500r/min；待二乙烯三胺加入完毕后，将混合溶液温度由60～70℃以2℃/min的升温速率升至80～85℃，保温并继续搅拌4h，搅拌转速为500r/min，得到二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液；
(4)载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜制备：
①所用化学原料：
氯乙酰化聚醚砜有机溶液、二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液、醋酸水溶液、碳酸钠水溶液、聚乙烯吡咯烷酮粉末，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：氯乙酰化聚醚砜有机溶液：二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液：醋酸水溶液：碳酸钠水溶液：聚乙烯吡咯烷酮粉末＝8：3.6～5.4：1：50：0.1～0.15；
②制备过程：
a、首先将步骤(2)制备的氯乙酰化聚醚砜有机溶液置于烧杯中，并将烧杯固定于可温控磁力搅拌器上，在300r/min的转速下磁力搅拌，同时向烧杯内通入氮气，氮气流速为50mL/min；然后将步骤(3)制备的二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液加入至烧杯中，开启可温控磁力搅拌器上的加热键，使混合溶液温度由室温以5℃/min的升温速率升至80～85℃，保温并继续搅拌4h，使烧杯内氯乙酰化聚醚砜有机溶液和二乙烯三胺五乙酸与二乙烯三胺混合有机溶液充分混合和反应；然后将质量浓度为5％的醋酸水溶液加入到混合溶液中，再加入聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌混合溶液2h，即得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜所用的共混膜铸液；
b、首先取一光滑玻璃棒，在其两端分别缠绕长度为25cm、直径为0.15mm的铜丝，玻璃棒两边铜丝的匝数和厚度相同；随后将制得的共混铸液倒在光滑洁净的玻璃板上，将玻璃棒水平置于光滑玻璃板一端，此时缠绕的铜丝分别置于玻璃板两侧，以5.5cm/s的速度平行拉动玻璃棒，使共混铸液均匀覆盖在玻璃板上，拉制过程需保持玻璃板上无气泡出现，之后先将刮制的液态薄膜在空气中室温放置20～40s，再将玻璃板连同刮制的液态薄膜浸没在冷凝浴溶液中使液态薄层凝胶化成膜，冷凝浴溶液为经微滤分离膜处理过后的自来水，冷凝浴溶液温度为40～50℃；待薄膜从玻璃板上自动脱离后，将薄膜用质量浓度为1％的碳酸钠水溶液浸泡24h后，之后将薄膜从碳酸钠水溶液中取出用去离子水洗净，制得载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜；
(5)改性聚醚砜功能梯度复合分离膜的制备：
①所用的化学原料：
载带氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜、总质量分数为2.0～3.5％的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，质量分数为0.1～0.5％的均苯三甲酰氯正庚烷溶液，聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中聚乙烯亚胺与哌嗪质量比为2:3，上述所用化学原料的用量有如下质量比例关系：载带氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜：聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液：均苯三甲酰氯正庚烷溶液＝1：62.5：62.5；
②改性聚醚砜功能梯度复合分离膜的制备：
首先将步骤(4)制备的载带多氨基羧酸官能基团的聚醚砜功能分离膜浸泡于聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液中，浸泡时间为1～10min，之后将分离膜取出放置于两张滤纸中间，并用力挤压以吸除膜表面残留的聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液，然后将聚乙烯亚胺/哌嗪水溶液浸渍处理的分离膜置于均苯三甲酰氯正庚烷溶液中浸泡30～120s；之后将分离膜从均苯三甲酰氯正庚烷溶液中取出，室温下用吹风机将膜表面吹干后置于温度为35～50℃的恒温干燥箱中热处理10～30min，制得改性聚醚砜功能梯度复合分离膜。
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