CN111644078A - 一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法 - Google Patents

一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法。本发明采用纳米纤维分散液对非织造基材进行湿法涂层，制备了纳米纤维涂层膜；并将所述纳米纤维涂层膜浸于盐酸多巴胺溶液中，利用多巴胺的自聚合得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；再将所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜依次浸入水相溶液和油相溶液中，经界面聚合形成同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。通过上述方式，本发明能够有效控制膜粗糙度，提高渗透面积，实现对纳滤膜水通量及截留率的协同提升，同时达到高水通量和高截留率；且本发明提供的制备方法简单可控，易于生产开发，具有较高的应用价值。

Description

一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域，特别是涉及一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法。
背景技术
随着世界人口的不断增长，水污染问题日益严重，全球的淡水总量开始不断下降，水资源短缺已成为全球关注的问题。为了缓解全球水危机，研究人员逐渐将目光转向海水淡化处理和水处理技术。在各类水处理技术中，纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的新型压力驱动分离过程，具有操作压力低、成本廉价、选择性强等特点，因而在水软化、污水处理、生物方面等多个领域得到了广泛应用。
然而，目前常用的纳滤膜大多数是聚酰胺和聚砜膜，此类型的膜制造工艺复杂、材料价格昂贵，而且截留性能与水通量难以同时达到高的效果；并且，纳滤膜在使用的同时，膜也会受到污染，这十分影响纳滤膜的使用寿命。因此，如何在提高纳滤膜的亲水性、降低成本的同时，增加其水通量和截留率，并且使二者达到平衡，实现保持高截留率的同时有大通量，成为了当前急需解决的问题。
公开号为CN106422812B的专利提供了一种多巴胺纳滤膜的制备方法，该方法通过将基膜浸入含有多巴胺和亲核试剂的混合溶液中，利用亲核试剂调控多巴胺的自聚过程，并在交联后获得了分离性能较好的多巴胺纳滤膜。然而，该方法制备的纳滤膜在达到高截留率的同时未能保持较高的纯水通量，导致过滤效率较低。
公开号为CN110124527A的专利提供了一种多巴胺辅助沉积制备高通量氧化石墨烯量子点复合纳滤膜的方法。该方法以聚丙烯腈超滤膜为基膜，依次进行羧基化改性、聚多巴胺修饰、氧化石墨烯量子点沉积及原位交联，从而获得高通量氧化石墨烯量子点复合纳滤膜。然而，该方法在保证截留率的同时，对纯水通量的提高效果不明显，且氧化石墨烯量子点制备过程要求较高，不易操作，复合纳滤膜的整体制备过程过于繁杂，不易大范围应用。
此外，上述专利均是以聚醚砜超滤膜、聚苯乙烯超滤膜或聚丙烯腈超滤膜作为基膜，并直接对其进行聚多巴胺改性，该方法虽然能够利用聚多巴胺改善基膜的亲水性提高其纯水通量，但由于此类基膜本身通量较低，即使进行聚多巴胺改性，其对整体纯水通量的提高作用仍不明显，难以达到保持高截留率的同时仍具有大通量的效果。
有鉴于此，当前仍有必要对聚多巴胺改性的纳滤膜进行研究，通过制备更适宜的基膜，使聚多巴胺的作用充分发挥，在保持高截留率的同时，有效提高纳滤膜的纯水通量，以满足实际应用的需求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法，通过采用纳米纤维分散液对非织造基材进行湿法涂层，制备纳米纤维涂层膜；并以该纳米纤维涂层膜为基膜，使多巴胺自聚合于该纳米纤维涂层膜表面，再经过界面聚合，制备了同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。
为实现上述目的，本发明提供了一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜包括聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜和纳滤分离层，所述纳滤分离层包覆于所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜的表层；所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜包括纳米纤维涂层膜和包覆于所述纳米纤维涂层膜表面的聚多巴胺纳米薄膜，所述纳米纤维涂层膜包括非织造基材和涂覆于所述非织造基材表面的纳米纤维涂层；所述纳滤分离层由水相和油相通过界面聚合而成。
进一步地，所述纳米纤维涂层由乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维的分散液经湿法涂层工艺制备而成；所述乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维由熔融共混相分离法或静电纺丝法制备而成。
进一步地，所述纳米纤维涂层中的纳米纤维直径为50～500nm，所述纳米纤维涂层的厚度为2～10μm，所述纳米纤维涂层的密度为5～10g/m2。
进一步地，所述聚多巴胺纳米薄膜由多巴胺在弱碱条件下自聚合而成，所述聚多巴胺纳米薄膜的厚度为10～50nm。
进一步地，所述非织造基材为聚烯烃、聚酰胺、聚酯中的一种或多种微米纤维的纺粘或湿法非织造材料。
进一步地，所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的水通量为50～140L/m2·h，对硫酸钠的截留率为93％～98％。
为实现上述目的，本发明还提供了一种上述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将直径为50～500nm的乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维均匀分散于溶剂中，得到纳米纤维固含量为0.2～6wt％的纳米纤维分散液；
S2、采用湿法非织造技术，将步骤S1得到的所述纳米纤维分散液涂覆于所述非织造基材的表面，并控制涂覆厚度为2～10μm，涂覆密度为5～10g/m2；涂覆完成后，经常温真空干燥，得到纳米纤维涂层膜；
S3、配制三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，并添加碱液调节所述缓冲溶液的pH至8～9，得到弱碱性缓冲溶液；将预定量的盐酸多巴胺溶解于所述弱碱性缓冲溶液中，得到浓度为1～10g/L的盐酸多巴胺溶液；
S4、将步骤S2得到的所述纳米纤维涂层膜浸泡于步骤S3得到的所述盐酸多巴胺溶液中，在通氧气的环境下充分反应；待反应完全后，取出所述纳米纤维涂层膜，经洗涤、干燥，得到所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；
S5、将步骤S4得到的所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜置于含有哌嗪和三乙胺的水相溶液中浸泡1～10min后取出，除去多余水相溶液后再置于含有均苯三甲酰氯的油相溶液中，浸泡10～90s后取出，经洗涤、干燥，得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。
进一步地，在步骤S5中，所述水相溶液中哌嗪的浓度为0.1～0.6w/v％，所述三乙胺的浓度为0～0.6w/v％；所述油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度为0.15～2w/v％。
进一步地，在步骤S4中，所述洗涤、干燥过程包括将反应完全后的所述纳米纤维涂层膜先用超纯水浸泡清洗，在室温下干燥0.5～2h后置于乙醇中，浸泡0～60min后取出，再置于超纯水中浸泡清洗5～30min，取出后在常温下干燥5～15min。
进一步地，在步骤S1中，所述溶剂为水、乙醇中的一种或两种混合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过将纳米纤维的湿法非织造涂层技术与涂层膜表面聚多巴胺自聚合技术协同使用，能够得到结构致密、孔径小而均匀、纤维表面粗糙度高、比表面积大、亲水性优异的聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；基于该聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜进行界面聚合，有助于制备厚度小、缺陷少、表面粗糙度高的聚哌嗪酰胺分离层，从而能够得到同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，实现对纳滤膜水通量及截留率的协同提升。
2、本发明通过采用纳米纤维分散液对非织造基材进行湿法非织造涂层，制备了纳米纤维涂层膜，与现有技术中使用的聚醚砜超滤膜、聚苯乙烯超滤膜或聚丙烯腈超滤膜等超滤膜相比，本发明提供的纳米纤维涂层膜具有更大的孔隙率，有利于提高纳滤膜的水通量；同时，涂覆于非织造基材上的纳米纤维能够使纳米纤维涂层膜表面具有较高的粗糙度和比表面积，不仅有利于提高纳米纤维涂层膜的渗透面积，进一步提高水通量，还有利于促进后续反应的进行，使聚多巴胺充分沉积，提高聚多巴胺改性效果。此外，本发明使用的乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维与当前常用的聚偏氟乙烯、聚砜、聚氯乙烯、聚烯烃等纳米纤维相比，具有更强的耐有机溶液性能，在后续步骤中不易受有机溶剂的影响，稳定性高，能够使制备的纳滤膜具有较长的使用寿命，应用范围更广。
3、本发明通过将制备的纳米纤维涂层膜浸入盐酸多巴胺溶液中，能够使多巴胺在弱碱条件下发生自聚合，基于纳米纤维涂层的粗糙纤维表面，自聚合形成的聚多巴胺纳米颗粒有利于充分附着于纳米纤维涂层表面，使聚多巴胺的作用充分发挥，从而有效提高纳米纤维涂层的亲水性，提高纳滤膜的水通量。同时，聚多巴胺改性还能够增强其与纳滤分离层间的结合力，有助于后续界面聚合反应的进行，使制备的纳滤分离层具有厚度小、缺陷少、表面粗糙度高等优点，从而在保持高截留率的同时，实现对纳滤膜水通量的有效提高。此外，本发明提供的制备方法中聚多巴胺纳米颗粒的尺寸可控，便于根据实际应用情况进行调控，应用范围较广。
4、本发明提供的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜结构简单，易于制备；且制备过程中使用的纳米纤维可采用熔融纺丝法进行制备，分散液可以采用水或乙醇等绿色溶剂，整个过程绿色无污染，易于产业化推广，具有较高的应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例1中制备的纳米纤维涂层膜的扫描电镜图；
图2是本发明实施例1中制备的聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜的扫描电镜图；
图3是本发明实施例1中制备的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜包括聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜和纳滤分离层，所述纳滤分离层包覆于所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜的表层；所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜包括纳米纤维涂层膜和包覆于所述纳米纤维涂层膜表面的聚多巴胺纳米薄膜，所述纳米纤维涂层膜包括非织造基材和涂覆于所述非织造基材表面的纳米纤维涂层；所述纳滤分离层由水相和油相通过界面聚合而成。
所述纳米纤维涂层由乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维的分散液经湿法涂层工艺制备而成；所述乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维由熔融共混相分离法或静电纺丝法制备而成。
所述纳米纤维涂层中的纳米纤维直径为50～500nm，所述纳米纤维涂层的厚度为2～10μm，所述纳米纤维涂层的密度为5～10g/m2。
所述聚多巴胺纳米薄膜由多巴胺在弱碱条件下自聚合而成，所述聚多巴胺纳米薄膜的厚度为10～50nm。
所述非织造基材为聚烯烃、聚酰胺、聚酯中的一种或多种微米纤维的纺粘或湿法非织造材料。
所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的水通量为50～140L/m2·h，对硫酸钠的截留率为93％～98％。
本发明还提供了一种上述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将直径为50～500nm的乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维均匀分散于溶剂中，得到纳米纤维固含量为0.2～6wt％的纳米纤维分散液；
S2、采用湿法非织造技术，将步骤S1得到的所述纳米纤维分散液涂覆于所述非织造基材的表面，并控制涂覆厚度为2～10μm，涂覆密度为5～10g/m2；涂覆完成后，经常温真空干燥，得到纳米纤维涂层膜；
S3、配制三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，并添加碱液调节所述缓冲溶液的pH至8～9，得到弱碱性缓冲溶液；将预定量的盐酸多巴胺溶解于所述弱碱性缓冲溶液中，得到浓度为1～10g/L的盐酸多巴胺溶液；
S4、将步骤S2得到的所述纳米纤维涂层膜浸泡于步骤S3得到的所述盐酸多巴胺溶液中，在通氧气的环境下充分反应；待反应完全后，取出所述纳米纤维涂层膜，经洗涤、干燥，得到所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；
S5、将步骤S4得到的所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜置于含有哌嗪和三乙胺的水相溶液中浸泡1～10min后取出，除去多余水相溶液后再置于含有均苯三甲酰氯的油相溶液中，浸泡10～90s后取出，经洗涤、干燥，得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。
在步骤S5中，所述水相溶液中哌嗪的浓度为0.1～0.6w/v％，所述三乙胺的浓度为0～0.6w/v％；所述油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度为0.15～2w/v％。
在步骤S4中，所述洗涤、干燥过程包括将反应完全后的所述纳米纤维涂层膜先用超纯水浸泡清洗，在室温下干燥0.5～2h后置于乙醇中，浸泡0～60min后取出，再置于超纯水中浸泡清洗5～30min，取出后在常温下干燥5～15min。
在步骤S1中，所述溶剂为水、乙醇中的一种或两种混合。
下面结合实施例、对比例及附图对本发明提供的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及其制备方法进行说明。
实施例1
本实施例提供了一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将直径范围为50～500nm的乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维分散于乙醇与去离子水的质量比为1:1的混合溶剂中，充分搅拌后，得到纳米纤维固含量为0.5wt％的纳米纤维分散液，密封保存备用。
S2、采用喷涂的方法将步骤S1得到的纳米纤维分散液涂覆在聚丙烯纺粘非织造布基材的一个表面上，涂覆厚度为5μm，涂覆密度为5g/m2；涂覆完成后，在常温下进行真空干燥，得到纳米纤维涂层膜。
S3、配制浓度为0.1mol/L的三羟甲基氨基甲烷(Tris-HCl)缓冲溶液，并采用氢氧化钠调整缓冲溶液的pH至8.5，得到弱碱性缓冲溶液；再将盐酸多巴胺溶解于所述弱碱性缓冲溶液中，得到浓度为2g/L的盐酸多巴胺溶液。
S4、将步骤S2得到的所述纳米纤维涂层膜浸泡于步骤S4得到的所述盐酸多巴胺溶液中，在通氧气的环境下充分反应，反应温度为37℃，反应时间为24h；待反应结束后，将纳米纤维涂层膜取出，先用超纯水浸泡清洗，之后置于室温下干燥1h；再置于乙醇中浸泡15min，将其取出后用超纯水浸泡清洗30min，并常温干燥10min，即可得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜。
S5、配制哌嗪(PIP)浓度为0.2w/v％、三乙胺浓度为0.2w/v％的混合水溶液作为水相溶液，并配制均苯三甲酰氯(TMC)浓度为0.2w/v％的正己烷溶液作为油相溶液，将步骤S4得到的所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜浸泡于所述水相溶液中4min，取出除去多余水相溶液后再将其浸泡于所述油相溶液中界面聚合60s，取出后用超纯水清洗并在常温下真空干燥24h，即可得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。
对上述制备过程中的得到的膜材料进行扫描电镜测试，得到的扫描电镜图分别如图1～3所示。其中，图1为步骤S2得到的纳米纤维涂层膜的扫描电镜图，图2为步骤S4得到的聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜的扫描电镜图，图3为步骤S5得到的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的扫描电镜图。
由图1可以看出，本实施例制备的纳米纤维涂层膜中由大量不规则排布的纳米纤维交织而成，整体结构致密、粗糙度大，并具有较高的孔隙率和整体小而均匀的孔径，有利于提高纳滤膜的水通量，并促进聚多巴胺的沉积。由图2可以看出，经聚多巴胺改性后的纳米纤维涂层膜中各纳米纤维表面均附着有大量聚多巴胺纳米颗粒，纳米纤维表面粗糙度高，表明盐酸多巴胺成功进行自聚合并沉积于纳米纤维涂层膜表面，形成了平均厚度约为10～50nm的聚多巴胺纳米薄膜，该聚多巴胺纳米薄膜能够有效增强纳米纤维涂层膜的亲水性，提高纳滤膜的水通量，并增强其与纳滤分离层间的结合力。由图3可以看出，界面聚合形成的聚哌嗪酰胺分离层均匀包覆于聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜表层，并呈现出较高的粗糙度。
综合图1～图3可以看出，本实施例通过将纳米纤维的湿法非织造涂层技术与涂层膜表面聚多巴胺自聚合技术协同使用，能够得到结构致密、孔径小而均匀、纤维表面粗糙度高、比表面积大、亲水性优异的聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；基于该聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜进行界面聚合，有助于制备厚度小、缺陷少、表面粗糙度高的聚哌嗪酰胺分离层，从而能够得到同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，实现对纳滤膜水通量及截留率的协同提升。
实施例2～13
实施例2～13提供了一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，与实施例1相比，不同之处在于调整了制备过程的部分参数值，其余步骤均与实施例1一致，在此不再赘述，各实施例对应的具体参数值如表1所示。
表1实施例2～13的相关制备参数
Figure BDA0002521774140000091
对比例1
对比例1提供了一种纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，与实施例1相比，主要区别在于未进行聚多巴胺改性。该对比例的步骤S1～S2与实施例1一致，在此不再赘述；此后，该对比例配制了哌嗪(PIP)浓度为0.2w/v％、三乙胺浓度为0.2w/v％的混合水溶液作为水相溶液，并配制均苯三甲酰氯(TMC)浓度为0.15w/v％的正己烷溶液作为油相溶液；再将步骤S2得到的纳米纤维涂层膜置于水相溶液中浸泡6min，取出除去多余水相溶液后再将其浸泡于油相溶液中界面聚合50s，取出后用超纯水清洗并在常温下真空干燥24h，即得到纳米纤维涂层基纳滤膜。
对比例2
对比例2提供了一种聚多巴胺改性的纳滤膜，与实施例1相比，不同之处在于对比例2直接使用聚丙烯腈超滤膜代替实施例1制备的纳米纤维涂层膜，其后续步骤与实施例S3～S5一致，在此不再赘述。
将上述实施例1～13制备的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜及对比例1～2制备的纳滤膜分别在水中浸泡24h后，在压力为0.48MPa、温度为25℃条件下测定其水通量和对硫酸钠(2000ppm)的截留率，测试结果如表2所示。
表2实施例1～13制备的纳滤膜的水通量和硫酸钠截留率测试结果
Figure BDA0002521774140000101
Figure BDA0002521774140000111
由表2可以看出，随着制备过程相关参数值的调整，实施例1～13制备的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的水通量和截留率具有一定差异，但整体表现出了同时较高的水通量和截留率，表明采用本发明提供的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法能够实现对纳滤膜水通量及截留率的协同提升，得到同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。同时，本发明提供的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的水通量及截留率可以通过调整相应制备参数进行调控，以满足不同应用场景的需求，应用范围较广。
此外，由表2还可以看出，对比例1制备的纳滤膜的水通量及截留率与实施例1～13相比整体较低，对比例2制备的纳滤膜虽然具有较大的水通量，但其截留率远低于实施例1～13，对比例1和对比例2均不能达到本发明实施例具有的高水通量和高截留率的效果，表明本发明中采用的纳米纤维的湿法非织造涂层技术与涂层膜表面聚多巴胺自聚合技术对最终制得的纳滤膜的水通量及截留率具有重要影响，二者协同作用才能够在保持高截留率的同时，实现对纳滤膜水通量的有效提高，缺一不可。
综上所述，本发明通过采用纳米纤维分散液对非织造基材进行湿法涂层，制备了纳米纤维涂层膜；并将所述纳米纤维涂层膜浸于盐酸多巴胺溶液中，利用多巴胺的自聚合得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；再将所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜依次浸入水相溶液和油相溶液中，经界面聚合形成同时具有高水通量和高截留率的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。通过上述方式，本发明能够有效控制膜粗糙度，提高渗透面积，实现对纳滤膜水通量及截留率的协同提升，同时达到高水通量和高截留率；且本发明提供的制备方法简单可控，易于生产开发，具有较高的应用价值。
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，在制备聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的过程中，步骤S1中使用的乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维可以由熔融共混相分离法或静电纺丝法制备而成，使用的溶剂可以是水、乙醇中的一种或两种混合；步骤S2中使用的非织造基材可以是聚烯烃、聚酰胺、聚酯中的一种或多种微米纤维的纺粘或湿法非织造材料；步骤S3中配制的弱碱性缓冲溶液的pH可以为8～9间进行调整；步骤S4中反应后的纳米纤维涂层膜经超纯水浸泡后，在室温下的干燥时间可以在0.5～2h间进行调整，在乙醇中的浸泡时间可以在0～60min间进行调整，再次置于超纯水中的浸泡清洗时间可以在5～30min间进行调整，最后在常温下的干燥时间可以在5～15min间进行调整；步骤S5中聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜在水相溶液中的浸泡时间可以在1～10min间进行调整，在油相溶液中的浸泡时间可以在10～90s间进行调整，均属于本发明的保护范围。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜包括聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜和纳滤分离层，所述纳滤分离层包覆于所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜的表层；所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜包括纳米纤维涂层膜和包覆于所述纳米纤维涂层膜表面的聚多巴胺纳米薄膜；所述纳米纤维涂层膜包括非织造基材和涂覆于所述非织造基材表面的纳米纤维涂层；所述纳滤分离层由水相和油相通过界面聚合而成。
2.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述纳米纤维涂层由乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维的分散液经湿法涂层工艺制备而成；所述乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维由熔融共混相分离法或静电纺丝法制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述纳米纤维涂层中的纳米纤维直径为50～500nm，所述纳米纤维涂层的厚度为2～10μm，所述纳米纤维涂层的密度为5～10g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述聚多巴胺纳米薄膜由多巴胺在弱碱条件下自聚合而成，所述聚多巴胺纳米薄膜的厚度为10～50nm。
5.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述非织造基材为聚烯烃、聚酰胺、聚酯中的一种或多种微米纤维的纺粘或湿法非织造材料。
6.根据权利要求1所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜，其特征在于：所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的水通量为50～140L/m2·h，对硫酸钠的截留率为93％～98％。
7.一种权利要求1～6中任一项权利要求所述的聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将直径为50～500nm的乙烯乙烯醇共聚物纳米纤维均匀分散于溶剂中，得到纳米纤维固含量为0.2～6wt％的纳米纤维分散液；
S2、采用湿法非织造技术，将步骤S1得到的所述纳米纤维分散液涂覆于所述非织造基材的表面，并控制涂覆厚度为2～10μm，涂覆密度为5～10g/m2；涂覆完成后，经常温真空干燥，得到所述纳米纤维涂层膜；
S3、配制三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，并添加碱液调节所述缓冲溶液的pH至8～9，得到弱碱性缓冲溶液；将预定量的盐酸多巴胺溶解于所述弱碱性缓冲溶液中，得到浓度为1～10g/L的盐酸多巴胺溶液；
S4、将步骤S2得到的所述纳米纤维涂层膜浸泡于步骤S3得到的所述盐酸多巴胺溶液中，在通氧气的环境下充分反应；待反应完全后，取出所述纳米纤维涂层膜，经洗涤、干燥，得到所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜；
S5、将步骤S4得到的所述聚多巴胺改性纳米纤维涂层膜置于含有哌嗪和三乙胺的水相溶液中浸泡1～10min后取出，除去多余水相溶液后再置于含有均苯三甲酰氯的油相溶液中，浸泡10～90s后取出，经洗涤、干燥，得到聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜。
8.根据权利要求7所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，其特征在于：在步骤S5中，所述水相溶液中哌嗪的浓度为0.1～0.6w/v％，所述三乙胺的浓度为0～0.6w/v％；所述油相溶液中均苯三甲酰氯的浓度为0.15～2w/v％。
9.根据权利要求7所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，所述洗涤、干燥过程包括将反应完全后的所述纳米纤维涂层膜先用超纯水浸泡清洗，在室温下干燥0.5～2h后置于乙醇中，浸泡0～60min后取出，再置于超纯水中浸泡清洗5～30min，取出后在常温下干燥5～15min。
10.根据权利要求7所述的一种聚多巴胺改性纳米纤维涂层基纳滤膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述溶剂为水、乙醇中的一种或两种混合。
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