CN112742215A - 一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备方法 - Google Patents

一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备方法。(1)将聚砜树脂溶解并搅拌脱气，得树脂铸膜液；(2)将树脂铸膜液涂覆于无纺布上，在去离子水中相转化成孔，得多孔聚砜基膜；(3)在去离子水中加酸和碱，搅拌得弱酸‑弱碱缓冲液；(4)在弱酸‑弱碱缓冲液中加聚乙烯亚胺和亲水性的添加剂，得水相液；(5)将均苯三甲酰氯溶于有机溶剂，搅拌得油相液；(6)裁剪多孔聚砜基膜，在水相液中浸泡；(7)在油相液中聚合；(8)聚合后烘干，得荷正电纳滤膜。本发明摒弃传统哌嗪类胺单体和氢氧化钠催化剂；以聚乙烯亚胺为聚合单体、弱酸‑弱碱缓冲液为催化剂，加入易成膜亲水性添加剂，得兼具高脱除率和高通量的纳滤膜。

Description

一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备 方法
技术领域
本发明涉及纳滤膜分离领域，具体涉及一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜及其制备方法。
背景技术
纳滤膜是一种介于超滤膜(UF)和反渗透膜(RO)之间，由压力驱动的分离膜。纳滤膜的孔径尺寸为1-2nm，截留分子量为200- 2000Da，分离过程中水、无机盐和小分子有机物质可以通过，而大分子物质则不能通过。因此，纳滤膜也常常被称之为“疏松型反渗透膜”或“致密型超滤膜”。目前大批量用于废水零排放、市政用水改造、药业，食品及电子升级改造。目前纳滤相关应用市场每年增长率超过30％，市场对纳滤膜产品的需求将快速增加。
目前已经商品化的纳滤膜表面大多数呈现荷负电性，伴随着应用领域的深入，传统的荷负电性纳滤膜已经无法满足现有的应用需求，尤其在一些特殊分离领域，如药物分离，食品行业中特殊物质的浓缩和分离，单糖和多糖分离，盐湖提锂中镁和锂的分离，重金属的回收，以及家用饮水中钙镁离子的净化等，需要荷正电纳滤膜实现分离目的。但目前世界范围内仅有美国海德能公司一家实现该类膜的工业化生产，CaCl2脱除率也仅在85％-92％之间。国内的荷正电膜制备仍未形成高效的配方体系，表面荷电改性仍以接枝或涂覆中和为主，制备工艺复杂，造成制备的荷正电纳滤膜片普片具有脱盐率低，水通量低的缺点。尤其在催化剂选择方面，目前大多数纳滤膜选择使用强碱性的KOH或NaOH等无机金属碱作为催化剂，该类催化剂虽然可以促进反应进行，但具有如下缺点：(1)无机金属碱反应过程中难以扩散到油相液中，同时无机碱本身携带-OH容易吸收质子酸形成水，从而导致酰氯水解，造成膜片交联度下降，脱盐率降低。(2)金属碱本身携带的金属杂质极易堵塞膜孔，造成通量下降。(3)单一的碱组分稳定性差，料液PH值控制困难，影响工业化生产。
发明内容
本发明的目的提供一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，本发明的制备方法简单，所制得的高性能荷正电纳滤膜对荷正电多价阳离子的脱除率高，且水通量高。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚砜树脂溶解并在60-80℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；
(2)以无纺布为基底，将所述树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上，然后置于去离子水中相转化成孔，即得到多孔聚砜基膜；
(3)配制弱酸-弱碱催化缓冲液：在去离子水中加入酸和碱并搅拌，得到弱酸-弱碱催化缓冲液；
(4)配制水相液：在所述弱酸-弱碱催化缓冲液中依次加入聚乙烯亚胺和亲水性的添加剂并搅拌均匀，得到水相液；
(5)配制油相液：将均苯三甲酰氯溶解于有机溶剂中并搅拌均匀，得到油相液；
(6)裁剪所述多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入所述水相液中浸泡；
(7)将在所述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入所述油相液中聚合；
(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出，然后烘干，即得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。本发明提出一种新型的催化缓冲体系，极大的提升了复合膜表面的荷正电性，同时创造性的在水相液中引入易成膜亲水性添加剂，使膜片在具有高阳离子脱除率的同时保持较高的水通量。
进一步地，步骤(1)将聚砜树脂加入到N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中溶解，并在60-80℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液，且所述树脂铸膜液中聚砜树脂占16-20wt％。
进一步地，步骤(2)以无纺布为基底，将所述的树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上，涂膜厚度为150-200μm，然后置于常温去离子水中相转化成孔，除去多余溶剂，即得到多孔聚砜基膜。
进一步地，步骤(3)中所述的酸选自牛磺酸、樟脑磺酸、樟脑磺酸钠、柠檬酸、乙酸、磷酸中的任一种或几种的混合物；所述的碱选自三乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺中的任一种或几种的混合物；且所述酸占所述弱酸-弱碱催化缓冲液2.0wt％；所述的碱占所述弱酸-弱碱催化缓冲液0.5-3.0wt％。
进一步地，步骤(4)中所述聚乙烯亚胺的分子量为1800- 10000；所述的亲水性的添加剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚乙二醇2000中的任一种或几种的混合物；且所述的聚乙烯亚胺占所述水相液0.4-0.7wt％；所述的亲水性的添加剂占所述水相液0.1-0.9wt％。所述亲水性添加剂为高分子聚合物。
进一步地，步骤(5)所述有机溶剂选自IsoparG、IsoparE、 IsoparL、正己烷、乙基环己烷、甲基环己烷、环己烷、葵烷等中的任一种或几种的混合物；所述均苯三甲酰氯占所述油相液0.1- 0.2wt％。
进一步地，步骤(6)将所述多孔聚砜基膜放入所述水相液中浸泡0.5-1分钟。
进一步地，步骤(7)将所述多孔聚砜基膜再放入所述油相液中聚合0.5-1分钟。
进一步地，步骤(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出，然后在80-100℃的烘箱中烘干8-10分钟，即可得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。基于现有荷正电纳滤膜脱盐率低，通量小，制备工艺复杂的缺点。本发明提出一种用于多价阳离子脱除的新型高性能荷正电纳滤膜的制备方法，本发明摒弃传统的哌嗪类胺单体和氢氧化钠催化剂，以高荷电密度的水溶性多胺类荷正电聚电解质聚乙烯亚胺为聚合单体，以新型弱酸-弱碱缓冲体系作为催化剂，同时加入部分易成膜亲水性添加剂，并优化比例，得到一种兼具高脱除率和高通量的新型高性能荷正电纳滤膜。
一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜，采用上述的制备方法制得。本发明的纳滤膜自下而上包括无纺布层、多孔聚砜层和聚酰胺脱盐层。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用新型的有机弱酸-有机弱碱的缓冲的体系代替目前的无机强碱，本发明的缓冲体系相比单组分强碱能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响，保持溶液PH值的稳定，可以增加反应速率，促使形成厚度更均匀，阻力更小的分离层。
(2)本发明的缓冲体系中采用有机胺作为碱性物质，采用对氨基磺酸(牛磺酸)作为酸性配对物质，牛磺酸作为一种天然有机酸，具有廉价易得，无毒的优点，同时牛磺酸和有机胺本身都含有丰富的-NH4官能团，在形成缓冲体系的同时，本身残留的-NH4官能团可以对均苯三甲酰氯水解形成的-COOH进行中和，呈现荷正电性，进一步提升膜片对荷正电多价阳离子的脱除率。
(3)本发明中同时在水相液中引入高分子聚合物作为亲水添加剂，高分子聚合物具有粘度大，亲水性能优异的特点，表面张力较小，在浸润过程中可以粘附在基膜表面，增加胺溶液与基膜的浸润时间，使胺溶液在膜表面分布更均匀，聚合后的膜片均一性更好；同时引入的高分子本身具有易于成膜的特点，可以在聚合过程中构建亲水层，大大提升膜片的水通量。
(4)本发明采用聚乙烯亚胺作为水相胺单体，相比哌嗪、壳聚糖及其衍生物，聚乙烯亚胺分子链上含有丰富的伯胺、仲胺以及季胺官能团，具有亲水性好，荷电密度大的特点，在与均苯三甲酰氯反应后会剩余部分氨基官能团，从而使膜片表面呈现荷正电性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例7所制备的用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的扫描电镜图；
图2为实施例7制得的高性能荷正电纳滤膜的扫描电镜图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将16.0g的聚砜树脂加入到84.0g的N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc)中溶解并在60℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；
(2)以无纺布为基底，将所述的树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上并用刮膜器或涂布线棒刮平，涂膜厚度150μm，然后迅速置于常温去离子水中相转化成孔，转化后漂洗去除多余溶剂，即可得到多孔聚砜基膜；
(3)配制弱酸-弱碱催化缓冲液：在975.0g的去离子水中加入 20.0g的牛磺酸和5.0g的三乙醇胺并搅拌均匀，即可得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系；
(4)配制水相液：在上述所得的弱酸-弱碱催化缓冲液体系中依次加入5.0g的聚乙烯亚胺(其分子量为1800-10000)和1.1g的聚乙二醇2000(亲水性添加剂)并搅拌均匀，即可得到水相液；
(5)配制油相液：称取0.75g的均苯三甲酰氯溶解于 499.25g的IsoparL(有机溶剂)中并搅拌均匀，得到油相液；
(6)裁剪对应尺寸的多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入上述水相液中浸泡1分钟后取出晾干，去除多余水相液；
(7)然后将在上述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入上述含均苯三甲酰氯的有机油相液中聚合1分钟；
(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出晾干，去除多余油相液，然后置于80℃的烘箱中烘干8分钟，即可得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。
实施例2
一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将18.0g的聚砜树脂加入到82.0g的N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc)中溶解并在70℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；
(2)以无纺布为基底，将所述的树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上并用刮膜器或涂布线棒刮平，涂膜厚度180μm，然后迅速置于常温去离子水中相转化成孔，转化后漂洗去除多余溶剂，即可得到多孔聚砜基膜；
(3)配制弱酸-弱碱催化缓冲液：准确称取20.0g的樟脑磺酸和10.0g的二乙醇胺加入到970.0g的去离子水中并搅拌均匀，即可得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系；
(4)配制水相液：在上述所得的弱酸-弱碱催化缓冲液体系中依次加入4.1g的聚乙烯亚胺(其分子量为1800-10000)和3.0g的聚乙烯醇缩丁醛(亲水性添加剂)并搅拌均匀，即可得到水相液；
(5)配制油相液：称取0.5g的均苯三甲酰氯溶解于499.5g的正己烷(有机溶剂)中并搅拌均匀，得到油相液；
(6)裁剪对应尺寸的多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入上述水相液中浸泡0.5分钟后取出晾干，去除多余水相液；
(7)然后将在上述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入上述含均苯三甲酰氯的有机油相液中聚合0.8分钟；
(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出晾干，去除多余油相液，然后置于100℃的烘箱中烘干9分钟，即可得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。
实施例3
实施例3与实施例2的区别在于，实施例3是将20.0g的樟脑磺酸和15.0g二乙醇胺加入到965.0g的去离子水中并搅拌，得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系，其余均与实施例2相同。
实施例4
实施例4与实施例2的区别在于，实施例4是将20.0g的樟脑磺酸和20.0g二乙醇胺加入到960.0g的去离子水中并搅拌，得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系，其余均与实施例2相同。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，实施例5是将20.0g的樟脑磺酸和15.0g三乙醇胺加入到965.0g的去离子水中并搅拌，得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系，其余均与实施例1相同。
实施例6
一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将80.0g的聚砜树脂加入到80.0g的N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)中溶解并在80℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；
(2)以无纺布为基底，将所述的树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上并用刮膜器或涂布线棒刮平，涂膜厚度200μm，然后迅速置于常温去离子水中相转化成孔，转化后漂洗去除多余溶剂，即可得到多孔聚砜基膜；
(3)配制弱酸-弱碱催化缓冲液：准确称取20.0g的柠檬酸和 15.0g的三乙胺加入到965.0g的去离子水中并搅拌均匀，即可得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系；
(4)配制水相液：在上述所得的弱酸-弱碱催化缓冲液体系中依次加入6.0g的聚乙烯亚胺(其分子量为1800-10000)和5.0g的聚乙烯醇(亲水性添加剂)并搅拌均匀，即可得到水相液；
(5)配制油相液：称取1.0g的均苯三甲酰氯溶解于499.0g的甲基环己烷(有机溶剂)中并搅拌均匀，得到油相液；
(6)裁剪对应尺寸的多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入上述水相液中浸泡0.7分钟后取出晾干，去除多余水相液；
(7)然后将在上述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入上述含均苯三甲酰氯的有机油相液中聚合0.5分钟；
(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出晾干，去除多余油相液，然后置于90℃的烘箱中烘干10分钟，即可得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。
实施例7
一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将17.0g的聚砜树脂加入到83.0g的N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc)中溶解并在65℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；
(2)以无纺布为基底，将所述的树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上并用刮膜器或涂布线棒刮平，涂膜厚度160μm，然后迅速置于常温去离子水中相转化成孔，转化后漂洗去除多余溶剂，即可得到多孔聚砜基膜；
(3)配制弱酸-弱碱催化缓冲液：准确称取20.0g的乙酸和 20.0g的三乙醇胺加入到960.0g的去离子水中并搅拌均匀，即可得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系；
(4)配制水相液：在上述所得的弱酸-弱碱催化缓冲液体系中依次加入5.0g的聚乙烯亚胺(其分子量为1800-10000)和7.0g的聚乙二醇2000(亲水性添加剂)并搅拌均匀，即可得到水相液；
(5)配制油相液：称取0.75g的均苯三甲酰氯溶解于499.25g的IsoparG(有机溶剂)中并搅拌均匀，得到油相液；
(6)裁剪对应尺寸的多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入上述水相液中浸泡0.6分钟后取出晾干，去除多余水相液；
(7)然后将在上述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入上述含均苯三甲酰氯的有机油相液中聚合0.8分钟；
(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出晾干，去除多余油相液，然后置于85℃的烘箱中烘干10分钟，即可得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。
实施例8
一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将19.0g的聚砜树脂加入到81.0g的N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc)中溶解并在60℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；
(2)以无纺布为基底，将所述的树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上并用刮膜器或涂布线棒刮平，涂膜厚度175μm，然后迅速置于常温去离子水中相转化成孔，转化后漂洗去除多余溶剂，即可得到多孔聚砜基膜；
(3)配制弱酸-弱碱催化缓冲液：准确称取20.0g的磷酸和 20.0g的三乙醇胺加入到960.0g的去离子水中并搅拌均匀，即可得到弱酸-弱碱催化缓冲液体系；
(4)配制水相液：在上述所得的弱酸-弱碱催化缓冲液体系中依次加入7.0g的聚乙烯亚胺(其分子量为1800-10000)和9.0g的聚乙二醇2000(亲水性添加剂)并搅拌均匀，即可得到水相液；
(5)配制油相液：称取0.9g的均苯三甲酰氯溶解于499.1g的乙基环己烷(有机溶剂)中并搅拌均匀，得到油相液；
(6)裁剪对应尺寸的多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入上述水相液中浸泡0.5分钟后取出晾干，去除多余水相液；
(7)然后将在上述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入上述含均苯三甲酰氯的有机油相液中聚合1分钟；
(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出晾干，去除多余油相液，然后置于95℃的烘箱中烘干8分钟，即可得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1的水相液中不加入亲水性的添加剂，其余制备条件均与实施例1相同。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2将实施例1中水相液的弱酸-弱碱催化缓冲液更换为氢氧化钠无机碱，即将25.0g的氢氧化钠溶解于975.0g的去离子水中并搅拌均匀，其余的制备条件均匀实施例1相同。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3将实施例1中的聚乙烯亚胺换成哌嗪单体，其余的制备条件均与实施例1相同。
测试例1
测试上述实施例1-8及对比1-3所制得的纳滤膜的性能：在错流膜片测试台进行，测试溶液分别为500ppm的CaCl2,500ppm的 MgCl2和500ppm的NaCl水溶液，用盐酸或氢氧化钠调节测试溶液的 pH至7.5±0.5，测试前先将膜片放入去离子水中浸泡约30min，然后裁剪至相应的尺寸放入测试膜池，调节测试压力0.5MPa，测试温度25℃，使纳滤膜膜片在恒温恒压下稳定运行30min，收集稳定运行后一定时间内的透过液水样，测试溶液的电导率和体积，并按如下公式计算纳滤膜膜片的水通量和脱盐率，更换测试液前先预冲洗 15-20min,然后切换目标测试液。测试结果如表1所示。
纳滤膜膜片脱盐率计算公式如下：
Figure RE-GDA0002998408570000141
式中：
R—脱盐率；
kp—透过液电导率，单位为微西门子每厘米(μS/cm)；
kf—测试液电导率，单位为微西门子每厘米(μS/cm)。
纳滤膜膜片水通量计算公式如下：
Figure RE-GDA0002998408570000142
式中：
F—水通量，单位为升每平方米小时[L/(m2.h)]；
V—t时间内收集的透过液体积，单位为升(L)；
A—有效膜面积，单位为平方米(m2)；
t—收集V体积的透过液所用时间，单位为小时(h)。
表1为上述实施例1-8以及对比例1-3所制备的纳滤膜的水通量和脱盐率测试结果
Figure RE-GDA0002998408570000143
Figure RE-GDA0002998408570000151
本发明通过在在聚乙烯亚胺水相液中引入全新的弱碱-弱酸缓冲体系和易成膜的亲水性添加剂，制备了一种性能稳定的用于多价阳离子脱除的新型荷正电纳滤膜。从表1测试结果发现，通过优化弱酸-弱碱和亲水添加剂的比例，本发明制备的纳滤膜最终可以实现97.05％的CaCl2脱除率和97.98％的MgCl2脱除率，对一价正离子盐 NaCl的脱除率控制在41％左右，通过加入易成模性亲水性物质，可以将水通量调控在39.87GFD。证明上述荷正电纳滤膜具有优异分离性能，可以很好的实现一价和二价盐的分离，从而减少水质中 Mg2+、Ca2+以及多价阳离子的含量，同时具有较高的水通量，在使用过程中可以在较低的压力下实现较大对的产水量，进一步降低制水能耗，因此可以广泛用于污水处理和家用饮水净化领域。
由对比例2-3测试数据发现，将实施例中弱酸-弱碱缓冲体系置换为无机强碱或者将聚乙烯亚胺置换为哌嗪，膜片脱盐率及产水量均出现严重下将，产主要因为无机强碱本身碱性容易在聚合过程中腐蚀膜面，同时PH不易控制，容易成膜面聚合不完整；而哌嗪单体本身胺官能团少，电荷密度低，反应过形成的膜表面正电荷密度低，不能实现高的多价阳离子排斥脱除。
测试例2
长期抗污染测试：取上述实施例7制备的高性能荷正电纳滤膜作为测试膜片，将50ppm牛血清白蛋白加入到500ppm的MgCl2水溶液中混合完全，用盐酸或氢氧化钠调节测试液pH至7.5±0.5，调节测试压力0.5MPa，测试温度25℃，然后将纳滤膜裁剪至相应的尺寸放入测试膜池，使膜片在恒温恒压下持续运行24h，每隔2h收集水样测试，计算测试膜片的产水量和脱盐率变化，测试结束后切换去离子水冲洗1小时，冲洗结束后切换成测试液继续测试，观察性能恢复情况，其测试结果如图1所示：由图1可以看出，在经过 24小时的抗污染测试中，本发明所制备的纳滤膜片水通量下降了 2.2％左右，MgCl2脱除率基本稳定在95.8％-97％，同时发现在清洗后膜片基本恢复到初始水通量和脱盐率。通过扫描电镜(SEM)对上述实施例7制得的高性能荷正电纳滤膜进行观察，结果如图2所示，从图2中可以看出通过两相单体聚合成功在多孔基膜表面聚合了一层超薄脱盐层，聚合的长波脱盐层表面具有较高的光滑度，可以有效的减少污染物在表面的吸附，使得纳滤膜具有更长的使用周期；证明本发明制备的荷正电纳滤膜具有优异的稳定性和抗污染性能。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将聚砜树脂溶解并在60-80℃下搅拌脱气，得到透明均一的树脂铸膜液；
(2)以无纺布为基底，将所述树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上，然后置于去离子水中相转化成孔，即得到多孔聚砜基膜；
(3)配制弱酸-弱碱催化缓冲液：在去离子水中加入酸和碱并搅拌，得到弱酸-弱碱催化缓冲液；
(4)配制水相液：在所述弱酸-弱碱催化缓冲液中依次加入聚乙烯亚胺和亲水性的添加剂并搅拌均匀，得到水相液；
(5)配制油相液：将均苯三甲酰氯溶解于有机溶剂中并搅拌均匀，得到油相液；
(6)裁剪所述多孔聚砜基膜并置于涂膜框中，然后放入所述水相液中浸泡；
(7)将在所述水相液中浸泡后的所述多孔聚砜基膜再放入所述油相液中聚合；
(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出，然后烘干，即得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。
2.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)将聚砜树脂加入到N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺中溶解，并在60-80℃下搅拌脱气，即得到透明均一的树脂铸膜液，且所述的树脂铸膜液中聚砜树脂占16-20wt％。
3.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)以无纺布为基底，将所述的树脂铸膜液涂覆于所述无纺布上，涂膜厚度为150-200μm，然后置于常温去离子水中相转化成孔，除去多余溶剂，即得到多孔聚砜基膜。
4.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的酸选自牛磺酸、樟脑磺酸、樟脑磺酸钠、柠檬酸、乙酸、磷酸中的任一种或几种的混合物；所述的碱选自三乙醇胺、二乙醇胺、三乙胺中的任一种或几种的混合物；且所述酸占所述弱酸-弱碱催化缓冲液2.0wt％；所述的碱占所述弱酸-弱碱催化缓冲液0.5-3.0wt％。
5.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述聚乙烯亚胺的分子量为1800-10000；所述的亲水性的添加剂选自聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚乙二醇2000中的任一种或几种的混合物；且所述的聚乙烯亚胺占所述水相液0.4-0.7wt％；所述的亲水性的添加剂占所述水相液0.1-0.9wt％。
6.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述有机溶剂选自IsoparG、IsoparE、IsoparL、正己烷、乙基环己烷、甲基环己烷、环己烷、葵烷等中的任一种或几种的混合物；所述均苯三甲酰氯占所述油相液0.1-0.2wt％。
7.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(6)将所述多孔聚砜基膜放入所述水相液中浸泡0.5-1分钟。
8.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(7)将所述多孔聚砜基膜再放入所述油相液中聚合0.5-1分钟。
9.根据权利要求1所述的一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(8)将在油相液中聚合后的所述多孔聚砜基膜取出，然后在80-100℃的烘箱中烘干8-10分钟，即可得到用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜。
10.一种用于多价阳离子脱除的高性能荷正电纳滤膜，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
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