CN110697833A - 一种重金属处理用纳滤膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备，(二)基膜的制备，(三)基膜的表面接枝，(四)金属处理用纳滤膜的制备。本发明还公开了根据所述一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成的重金属处理用纳滤膜。本发明公开的重金属处理用纳滤膜具有水通量大，对盐和重金属离子的截留率高，性能稳定性佳的优点。

Description

一种重金属处理用纳滤膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及分离膜材料技术领域，尤其涉及一种金属处理用纳滤膜及其制备方法。
背景技术
近年来，随着经济的发展及全球工业化进行的推进，环境问题日益严峻。水污染问题是众多环境问题中较为典型的一种。工业废水中含有难分解且有毒有害的物质，这些物质一旦进入人体，将会给人体身体健康带来致命的威胁。重金属是工业废水中常见的一种污染物，这类物质通常以重金属离子及其化合物的形式存在于废水中，其在环境中难以降解，能在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，进入人体后对肾脏、肝脏、大脑、神经、视力等造成较大损伤，是对人类健康危害最大的污染物之一。因此，需求对重金属污染水体进行治理的方法显得尤为重要。
目前，工业废水中的重金属离子的去除方法主要有化学法、物理化学法以及生物化学法。其中，化学法包括化学沉淀法、氧化还原法与电化学换元法，但化学沉淀法在去除重金属离子时会引入其他杂原子，且需要严格控制工业废水的pH值，操作条件较为严格，而氧化还原法的重金属去除率较低，电化学还原法需要消耗大量的电能。除此之外，上述方法在使用过程中或多或少需要投加大量的处理剂，处理后会产生大量的化学污泥，处理剂成本和化学污泥处理成本的昂贵成为制约这些方法广泛应用的主要因素。
纳滤膜是一种压力驱动膜，由于其低成本，高通量，对小分子有机物，多价盐的高截留等优异性能已被广泛应用于水处理、食品、医药、化工和生物技术领域中的浓缩与分离。现有技术中的纳滤膜对废水内含盐物质(Na+、K+、Cl-、SO4 2-)的截留率较高，但是对重金属离子、硫等其他污染物的截留率很低。因此，提高纳滤膜对重金属离子的截留率具有非常重要的意义。
申请公布号为CN 108273391 A的中国发明专利公开了一种重金属处理用纳滤膜及其制备方法，其制备方法为：将纳米无机粒子与其他原料添加到溶剂中，进行超声分散后，水浴加热直到溶剂被蒸发掉，得到中间物；处理后的中间物与磺化聚醚砜粉末、添加剂在混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出后通过喷丝板，纺织成纳滤膜基材，将膜分别通过有机物、去离子水清洗；然后将涂覆填充用料倒入流化床中熔融；将纳滤膜基材浸入到流化床中反应，制得重金属处理用纳滤膜。采用此发明的方法制备的纳滤膜，解决了现有技术中纳滤膜对重金属离子截留率不高的问题，提高了纳滤膜的污水净化能力，但是这种材料表面对重金属离子有络合作用的物质在废水处理过程中易从基膜上脱落，性能稳定性不佳。
因此，开发一种水通量大，对盐和重金属离子的截留率高，性能稳定性佳的重金属处理用纳滤膜符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种重金属处理用纳滤膜，该重金属处理用纳滤膜克服了传统对重金属离子、硫等其他污染物的截留率很低的技术问题，也克服了现有技术中重金属处理用纳滤膜表面对重金属离子有络合作用的物质在废水处理过程中易从基膜上脱落，性能稳定性不佳的缺陷，具有水通量大，对盐和重金属离子的截留率高，性能稳定性佳的优点；同时本发明还提供了所述重金属处理用纳滤膜的制备方法。
为达到以上目的，本发明提供一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备：将1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸、邻联甲苯胺砜、催化剂溶于高沸点溶剂中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，常压下100-110℃反应3-5小时，后升温至250-270℃，在100-300Pa下进行缩聚反应13-18小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤3-5次，再置于真空干燥箱75-85℃下干燥至恒重，得到基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物；
(二)基膜的制备：将经过步骤(一)制备得到的基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物、纳米二氧化钛、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷(CAS：84127-79-7)加入到混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出，再通过喷丝板，纺织成纳滤膜基膜；
(三)基膜的表面接枝：将经过步骤(二)制备得到的纳滤膜基膜浸泡在60-80℃的改性剂中4-6小时，后将纳滤膜基膜取出，用乙醇洗膜3-6次，再用水洗4-8次，后置于真空干燥箱60-80℃下干燥3-5小时，得到表面接枝纳滤膜基膜；
(四)金属处理用纳滤膜的制备：将光引发剂、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸加入乙醇中形成溶液，然后将经过步骤(二)制得的表面接枝纳滤膜基膜浸入上述溶液中10-30分钟，取出后用橡胶辊滚压除去基膜表面的溶液后，用紫外光辐照30-40分钟，后经烘箱热处理，水洗后，制得金属处理用纳滤膜。
进一步地，步骤(一)中所述1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.1:(0.4-0.6):(6-10)。
优选地，所述催化剂选自硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种。
优选地，所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。
进一步地，步骤(二)中所述基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物、纳米二氧化钛、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:(0.1-0.2):0.03。
进一步地，步骤(三)中所述纳滤膜基膜、改性剂的质量比为1:(20-30)。
进一步地，所述改性剂由如下重量份的各原料制成：乙烯基苄氯10-20份、碱性催化剂3-5份、二氯甲烷100-120份。
优选地，所述碱性催化剂选自叔丁基醇钾、氢化钠、甲醇钠中的至少一种。
进一步地，步骤(四)中所述光引发剂、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸、乙醇、表面接枝纳滤膜基膜的质量比为(0.01-0.03):(0.3-0.7):(20-30):1。
优选地，所述光引发剂选自安息香、安息香乙醚、安息香异丙醚中的至少一种。
优选地，所述紫外光波长为200-260nm。
进一步地，一种重金属处理用纳滤膜，采用上述一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明公开的重金属处理用纳滤膜，制备方法简单，操作方便，对设备依赖性和反应条件要求不高，原料易得，价格低廉，适合规模化生产，具有较高的推广应用价值。
(2)本发明公开的重金属处理用纳滤膜，克服了传统对重金属离子、硫等其他污染物的截留率很低的技术问题，也克服了现有技术中重金属处理用纳滤膜表面对重金属离子有络合作用的物质在废水处理过程中易从基膜上脱落，性能稳定性不佳的缺陷，具有水通量大，对盐和重金属离子的截留率高，性能稳定性佳的优点。
(3)本发明公开的重金属处理用纳滤膜，首先通过1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸、邻联甲苯胺砜之间发生缩聚反应生成含有唑基、联甲苯胺砜结构的缩聚物，与纳米二氧化钛、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷一起制成基膜后，通过乙烯基苄氯改性，最后再通过紫外光交联，制成纳滤膜；基膜主体结构含有唑基、联甲苯胺砜结构，使得这种结构的材料综合性能优异，特别是机械力学性能和耐紫外老化性能，且三唑结构引入到分子主链上，由于其上含有较多N，使得其对重金属离子具有较高的截留，通过乙烯基苄氯改性接枝，在分子结构中引入乙烯基，在后期制膜过程中与马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸共聚，形成交联结构，进一步提高了膜的综合性能，且引入更多的亲水基团，提高了膜的水通量，亲水基团易起到络合重金属离子的作用，进一步提高了纳滤膜对重金属离子的截留；引入的纳米二氧化钛具有光催化净化水的作用，N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷能改善纳米二氧化钛的分散性和预其他成分的相容性，且引入能截留重金属离子的基团，进一步改善纳滤膜对重金属离子的截留率。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本发明实施例中所述原料购于摩贝(上海)生物科技有限公司。
实施例1
一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备：将1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸100g、邻联甲苯胺砜110g、硫代膦酸酯40g溶于二甲亚砜600g中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气置换釜内空气，常压下100℃反应3小时，后升温至250℃，在100Pa下进行缩聚反应13小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤3次，再置于真空干燥箱75℃下干燥至恒重，得到基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物；
(二)基膜的制备：将经过步骤(一)制备得到的基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物100g、纳米二氧化钛10g、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷3g加入到混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出，再通过喷丝板，纺织成纳滤膜基膜；
(三)基膜的表面接枝：将经过步骤(二)制备得到的纳滤膜基膜100g浸泡在60℃的改性剂2000g中4小时，后将纳滤膜基膜取出，用乙醇洗膜3次，再用水洗4次，后置于真空干燥箱60℃下干燥3小时，得到表面接枝纳滤膜基膜；
(四)金属处理用纳滤膜的制备：将安息香1g、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸30g加入乙醇2000g中形成溶液，然后将经过步骤(二)制得的表面接枝纳滤膜基膜100g浸入上述溶液中10分钟，取出后用橡胶辊滚压除去基膜表面的溶液后，用波长为200nm的紫外光辐照30分钟，后经烘箱热处理，水洗后，制得金属处理用纳滤膜。
所述改性剂由如下重量份的各原料制成：乙烯基苄氯10份、叔丁基醇钾3份、二氯甲烷100份。
一种重金属处理用纳滤膜，采用上述一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成。
实施例2
一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备：将1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸100g、邻联甲苯胺砜110g、亚磷酸45g溶于N,N-二甲基甲酰胺700g中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氦气置换釜内空气，常压下103℃反应3.5小时，后升温至2550℃，在150Pa下进行缩聚反应14小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤4次，再置于真空干燥箱77℃下干燥至恒重，得到基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物；
(二)基膜的制备：将经过步骤(一)制备得到的基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物100g、纳米二氧化钛13g、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷3g加入到混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出，再通过喷丝板，纺织成纳滤膜基膜；
(三)基膜的表面接枝：将经过步骤(二)制备得到的纳滤膜基膜100g浸泡在65℃的改性剂2300g中4.5小时，后将纳滤膜基膜取出，用乙醇洗膜4次，再用水洗5次，后置于真空干燥箱65℃下干燥3.5小时，得到表面接枝纳滤膜基膜；
(四)金属处理用纳滤膜的制备：将安息香乙醚1.5g、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸45g加入乙醇2300g中形成溶液，然后将经过步骤(二)制得的表面接枝纳滤膜基膜100g浸入上述溶液中15分钟，取出后用橡胶辊滚压除去基膜表面的溶液后，用波长为220nm的紫外光辐照33分钟，后经烘箱热处理，水洗后，制得金属处理用纳滤膜。
所述改性剂由如下重量份的各原料制成：乙烯基苄氯13份、氢化钠3.5份、二氯甲烷105份。
一种重金属处理用纳滤膜，采用上述一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成。
实施例3
一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备：将1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸100g、邻联甲苯胺砜110g、硫代磷酰胺50g溶于N,N-二甲基乙酰胺800g中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氖气置换釜内空气，常压下105℃反应4小时，后升温至260℃，在200Pa下进行缩聚反应15.5小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤4次，再置于真空干燥箱80℃下干燥至恒重，得到基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物；
(二)基膜的制备：将经过步骤(一)制备得到的基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物100g、纳米二氧化钛15g、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷3g加入到混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出，再通过喷丝板，纺织成纳滤膜基膜；
(三)基膜的表面接枝：将经过步骤(二)制备得到的纳滤膜基膜100g浸泡在70℃的改性剂2500g中5小时，后将纳滤膜基膜取出，用乙醇洗膜5次，再用水洗6次，后置于真空干燥箱70℃下干燥4小时，得到表面接枝纳滤膜基膜；
(四)金属处理用纳滤膜的制备：将安息香异丙醚2g、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸50g加入乙醇2500g中形成溶液，然后将经过步骤(二)制得的表面接枝纳滤膜基膜100g浸入上述溶液中20分钟，取出后用橡胶辊滚压除去基膜表面的溶液后，用波长为230nm的紫外光辐照35分钟，后经烘箱热处理，水洗后，制得金属处理用纳滤膜。
所述改性剂由如下重量份的各原料制成：乙烯基苄氯15份、甲醇钠4份、二氯甲烷110份。
一种重金属处理用纳滤膜，采用上述一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成。
实施例4
一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备：将1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸100g、邻联甲苯胺砜110g、催化剂55g溶于高沸点溶剂900g中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氩气置换釜内空气，常压下108℃反应4.5小时，后升温至265℃，在270Pa下进行缩聚反应17小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤5次，再置于真空干燥箱83℃下干燥至恒重，得到基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物；所述催化剂为硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺按质量比1:2:1混合而成；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比2:2:4:1混合而成；
(二)基膜的制备：将经过步骤(一)制备得到的基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物100g、纳米二氧化钛18g、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷3g加入到混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出，再通过喷丝板，纺织成纳滤膜基膜；
(三)基膜的表面接枝：将经过步骤(二)制备得到的纳滤膜基膜100g浸泡在77℃的改性剂2800g中5.5小时，后将纳滤膜基膜取出，用乙醇洗膜5次，再用水洗7次，后置于真空干燥箱77℃下干燥4.5小时，得到表面接枝纳滤膜基膜；
(四)金属处理用纳滤膜的制备：将光引发剂2.8g、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸65g加入乙醇2900g中形成溶液，然后将经过步骤(二)制得的表面接枝纳滤膜基膜100g浸入上述溶液中27分钟，取出后用橡胶辊滚压除去基膜表面的溶液后，用波长为250nm的紫外光辐照38分钟，后经烘箱热处理，水洗后，制得金属处理用纳滤膜；所述光引发剂是安息香、安息香乙醚、安息香异丙醚按质量比1:3:5混合而成；
所述改性剂由如下重量份的各原料制成：乙烯基苄氯18份、碱性催化剂4.5份、二氯甲烷118份；所述碱性催化剂是叔丁基醇钾、氢化钠、甲醇钠按质量比1:3:2混合而成。
一种重金属处理用纳滤膜，采用上述一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成。
实施例5
一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备：将1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸100g、邻联甲苯胺砜110g、硫代膦酸酯60g溶于N,N-二甲基甲酰胺1000g中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气置换釜内空气，常压下110℃反应5小时，后升温至270℃，在300Pa下进行缩聚反应18小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤5次，再置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物；
(二)基膜的制备：将经过步骤(一)制备得到的基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物100g、纳米二氧化钛20g、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷3g加入到混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出，再通过喷丝板，纺织成纳滤膜基膜；
(三)基膜的表面接枝：将经过步骤(二)制备得到的纳滤膜基膜100g浸泡在80℃的改性剂3000g中6小时，后将纳滤膜基膜取出，用乙醇洗膜6次，再用水洗8次，后置于真空干燥箱80℃下干燥5小时，得到表面接枝纳滤膜基膜；
(四)金属处理用纳滤膜的制备：将安息香异丙醚3g、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸70g加入乙醇3000g中形成溶液，然后将经过步骤(二)制得的表面接枝纳滤膜基膜100g浸入上述溶液中30分钟，取出后用橡胶辊滚压除去基膜表面的溶液后，用波长为260nm的紫外光辐照40分钟，后经烘箱热处理，水洗后，制得金属处理用纳滤膜。
所述改性剂由如下重量份的各原料制成：乙烯基苄氯20份、叔丁基醇钾5份、二氯甲烷120份。
一种重金属处理用纳滤膜，采用上述一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成。
对比例1
本例提供一种重金属处理用纳滤膜，其配方及制备方法与实施例1相似，不同的是步骤(二)基膜的制备过程中没有纳米二氧化钛。
对比例2
本例提供一种重金属处理用纳滤膜，其配方及制备方法与实施例1相似，不同的是没有步骤(三)基膜的表面接枝。
对比例3
本例提供一种重金属处理用纳滤膜，其配方及制备方法与实施例1相似，不同的是没有步骤(四)金属处理用纳滤膜的制备。
对比例4
本例提供一种重金属处理用纳滤膜，其配方及制备方法与中国发明专利CN108273391 A实施例一相同。
将以上实施例1-5及对比例1-4制备的重金属处理用纳滤膜进行性能测试，测试方法和测试结果见表1。
从表1可见，本发明实施例公开的重金属处理用纳滤膜，与现有技术中的产品(对比例4)相比，具有更加高的纯水通量，更高的重金属离子截盐率，这是各膜各成分和结构协同作用的结果。
表1重金属处理用纳滤膜纳滤膜性能测试结果
Figure BDA0002226412230000091
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(一)基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物的制备：将1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸、邻联甲苯胺砜、催化剂溶于高沸点溶剂中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气或惰性气体置换釜内空气，常压下100-110℃反应3-5小时，后升温至250-270℃，在100-300Pa下进行缩聚反应13-18小时，后冷却至室温，调至常压，在水中沉出，用乙醇洗涤3-5次，再置于真空干燥箱75-85℃下干燥至恒重，得到基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物；
(二)基膜的制备：将经过步骤(一)制备得到的基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物、纳米二氧化钛、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷(CAS：84127-79-7)加入到混料机中共混，然后用挤出机将混合料熔融挤出，再通过喷丝板，纺织成纳滤膜基膜；
(三)基膜的表面接枝：将经过步骤(二)制备得到的纳滤膜基膜浸泡在60-80℃的改性剂中4-6小时，后将纳滤膜基膜取出，用乙醇洗膜3-6次，再用水洗4-8次，后置于真空干燥箱60-80℃下干燥3-5小时，得到表面接枝纳滤膜基膜；
(四)金属处理用纳滤膜的制备：将光引发剂、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸加入乙醇中形成溶液，然后将经过步骤(二)制得的表面接枝纳滤膜基膜浸入上述溶液中10-30分钟，取出后用橡胶辊滚压除去基膜表面的溶液后，用紫外光辐照30-40分钟，后经烘箱热处理，水洗后，制得金属处理用纳滤膜。
2.根据权利要求1所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(一)中所述1-苄基-1,2,3-三唑-4,5-二羧酸、邻联甲苯胺砜、催化剂、高沸点溶剂的质量比为1:1.1:(0.4-0.6):(6-10)。
3.根据权利要求1所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自硫代膦酸酯、亚磷酸、硫代磷酰胺中的至少一种；所述高沸点溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(二)中所述基于三唑联苯胺砜聚酰胺类缩聚物、纳米二氧化钛、N-[β-(N,N-二乙酸基)氨乙基]-γ-(N-乙酸基)氨丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:(0.1-0.2):0.03；步骤(三)中所述纳滤膜基膜、改性剂的质量比为1:(20-30)。
5.根据权利要求1所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述改性剂由如下重量份的各原料制成：乙烯基苄氯10-20份、碱性催化剂3-5份、二氯甲烷100-120份。
6.根据权利要求5所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂选自叔丁基醇钾、氢化钠、甲醇钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(四)中所述光引发剂、马来酰亚胺-三(乙烯乙二醇)-丙酸、乙醇、表面接枝纳滤膜基膜的质量比为(0.01-0.03):(0.3-0.7):(20-30):1。
8.根据权利要求1所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法，其特征在于，所述光引发剂选自安息香、安息香乙醚、安息香异丙醚中的至少一种；所述紫外光波长为200-260nm。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述的一种重金属处理用纳滤膜的制备方法制备而成的重金属处理用纳滤膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112517071A (zh) * 2021-01-08 2021-03-19 福州大学 一种氮化碳纳米片基光催化复合膜及其制备方法与应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001255246A1 (en) * 2000-04-17 2002-01-17 Dow Global Technologies Inc. Composite membrane and method for making the same
US8557031B1 (en) * 2010-01-07 2013-10-15 Sandia Corporation Methods for attaching polymerizable ceragenins to water treatment membranes using amine and amide linkages
CN104998563A (zh) * 2015-08-07 2015-10-28 无锡桥阳机械制造有限公司 一种荷电纳滤膜的制备方法
CN108295678A (zh) * 2018-03-05 2018-07-20 郭涛 一种污水处理膜材料及其制备方法
CN110128754A (zh) * 2019-05-13 2019-08-16 湖南七纬科技有限公司 一种塑胶跑道颗粒材料及其制备方法
CN110272600A (zh) * 2019-06-04 2019-09-24 徐海松 一种pvc管材及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6337018B1 (en) * 2000-04-17 2002-01-08 The Dow Chemical Company Composite membrane and method for making the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001255246A1 (en) * 2000-04-17 2002-01-17 Dow Global Technologies Inc. Composite membrane and method for making the same
US8557031B1 (en) * 2010-01-07 2013-10-15 Sandia Corporation Methods for attaching polymerizable ceragenins to water treatment membranes using amine and amide linkages
CN104998563A (zh) * 2015-08-07 2015-10-28 无锡桥阳机械制造有限公司 一种荷电纳滤膜的制备方法
CN108295678A (zh) * 2018-03-05 2018-07-20 郭涛 一种污水处理膜材料及其制备方法
CN110128754A (zh) * 2019-05-13 2019-08-16 湖南七纬科技有限公司 一种塑胶跑道颗粒材料及其制备方法
CN110272600A (zh) * 2019-06-04 2019-09-24 徐海松 一种pvc管材及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙智等: "《材料概论》", 30 November 2008, 中国矿业大学出版社 *
徐志康等: "《中国战略性新兴产业 新材料 高性能分离膜材料》", 31 December 2017, 中国铁道出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112517071A (zh) * 2021-01-08 2021-03-19 福州大学 一种氮化碳纳米片基光催化复合膜及其制备方法与应用

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