CN116672886A - 一种耐酸纳滤膜片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐酸纳滤膜片及其制造方法，涉及膜分离技术领域。本发明提供的耐酸纳滤膜片的制造方法，包括：形成支撑膜；依次利用第一水相溶液、第一油相溶液浸润支撑膜，以在支撑膜表面形成第一功能层；依次利用第二水相溶液、第二油相溶液进行浸润，以在第一功能层表面形成第二功能层。本发明提供的耐酸纳滤膜片的制造方法能够制得环境耐受性佳、稳定性好的耐酸纳滤膜片。
Description
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域，具体而言，涉及一种耐酸纳滤膜片及其制造方法。
背景技术
膜分离技术是一种以分离膜为核心，进行分离、浓缩和提纯物质的技术。由于膜分离技术具有选择性强、操作过程简单、能耗低等诸多优点，因此广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域。
作为膜分离领域研究热点的耐酸纳滤膜技术，其是利用膜对混合物中各组分的选择渗透作用性能的差异，以外界能量或化学位差为推动力，来对双组分或多组分混合的气/液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。耐酸纳滤膜技术中所使用的耐酸纳滤膜片在具备良好的选择性的同时，还应具备较强的耐酸性能，以在强酸条件下保持长期的稳定性。然而，现有的耐酸纳滤膜片的性能较差，难以满足工业需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐酸纳滤膜片的制造方法，该方法能够制得环境耐受性佳、稳定性好的耐酸纳滤膜片。
本发明的另一目的在于提供耐酸纳滤膜片。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
一种耐酸纳滤膜片的制造方法，包括：
形成支撑膜；
依次利用第一水相溶液、第一油相溶液浸润支撑膜，以在支撑膜表面形成第一功能层；其中，第一水相溶液为在包括酸的溶液体系下混合无机氧化物、磺酰胺单体形成的溶液，第一油相溶液为原料包括多元酰氯单体的溶液；
依次利用第二水相溶液、第二油相溶液进行浸润，以在第一功能层表面形成第二功能层；其中，第二水相溶液为原料包括磺酰胺单体的溶液，第二油相溶液为原料包括多元酰氯单体的溶液。
可选的，在一些实施例中，无机氧化物选自二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆中的一种或多种。
可选的，在一些实施例中，第一水相溶液中磺酰胺单体的质量占比为0.1～3％。
可选的，在一些实施例中，第一水相溶液中，酸、无机氧化物、磺酰胺单体的质量比为0.5～8:0.5～12:1～30。
可选的，在一些实施例中，酸选自盐酸、磷酸中的一种或多种。
可选的，在一些实施例中，磺酰胺单体选自磺胺吡啶、3-氨基苯磺酰胺中的一种或多种。
可选的，在一些实施例中，多元酰氯单体选自1,3,5-苯三甲酰氯、邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯中的一种或多种。
可选的，在一些实施例中，支撑膜为聚合物纤维膜，聚合物为聚丙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈中的一种或多种。
可选的，在一些实施例中，浸润的方式选自涂覆、浸泡中的一种或多种。
另外，一种耐酸纳滤膜片，通过上述的耐酸纳滤膜片的制造方法制备得到。
相对于现有技术，本发明包括以下有益效果：本发明利用第一水相溶液来形成第一功能层，第一水相溶液包括了酸、无机氧化物和磺酰胺单体，磺酰胺中S＝O键角较小，基于空间位阻效应，单体聚合形成的聚磺酰胺中的S＝O键不容易受到氢离子的攻击，而且，由于在单体阶段，溶液体系中就添加了少量的酸，因此，酸所带来的氢离子在单体聚合开始阶段就能够促使形成结构更加稳定的共振杂化体，增强形成的耐酸纳滤膜片对酸环境的耐受能力，提高其稳定性。而无机氧化物的添加能够增强形成的耐酸纳滤膜片的化学稳定性、热稳定性以及机械强度，此外，由于包括了无机氧化物的第一功能层是形成在支撑膜和第二功能层之间，因此，各膜层之间也具备良好的材料过渡性。综上，本发明提供的耐酸纳滤膜片的制造方法能够制得环境耐受性佳、稳定性好的耐酸纳滤膜片，适合大范围推广。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的耐酸纳滤膜片及其制造方法进行具体说明。
本发明提供的一种耐酸纳滤膜片的制造方法，包括：
形成支撑膜；
依次利用第一水相溶液、第一油相溶液浸润支撑膜，以在支撑膜表面形成第一功能层；其中，第一水相溶液为在包括酸的溶液体系下混合无机氧化物、磺酰胺单体形成的溶液，第一油相溶液为原料包括多元酰氯单体的溶液；
依次利用第二水相溶液、第二油相溶液进行浸润，以在第一功能层表面形成第二功能层；其中，第二水相溶液为原料包括磺酰胺单体的溶液，第二油相溶液为原料包括多元酰氯单体的溶液。
需要说明的是，第一水相溶液、第一油相溶液、第二水相溶液、第二油相溶液除了包括上述提及的材料，还可以包括本领域技术人员所知晓的其他原料，例如，第一水相溶液还可以包括催化剂，第一油相溶液还可以包括有机溶剂，而上述物质(例如有机溶剂)的具体材料基于本领域技术人员的行业认知可以作出常规选择，因此在此不再一一赘述。
当然，第二水相溶液中也可以添加少量的酸，以促进单体聚合形成结构更加稳定的共振杂化体。
在一些实施例中，无机氧化物选自二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆中的一种或多种。无机氧化物的选择有助于提高制得的耐酸纳滤膜片在分离过程中的选择性。
在一些实施例中，第一水相溶液中磺酰胺单体的质量占比为0.1～3％。进一步的，磺酰胺单体的占比可以例如为0.5％、1.1％、1.7％、2.5％。
在一些实施例中，第一水相溶液中，酸、无机氧化物、磺酰胺单体的质量比为0.5～8:0.5～12:1～30。物质之间适当的比例能够保证实现相辅相成的作用。进一步的，酸、无机氧化物、磺酰胺单体的质量比可以例如为0.7:5:10、3:8:17、6.5:10:25。
在一些实施例中，酸选自盐酸、磷酸中的一种或多种。盐酸、磷酸比较容易解离出氢离子，有助于单体聚合过程中氢离子的提供。
在一些实施例中，磺酰胺单体选自磺胺吡啶、3-氨基苯磺酰胺中的一种或多种，多元酰氯单体选自1,3,5-苯三甲酰氯、邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯中的一种或多种。
在一些实施例中，支撑膜为聚合物纤维膜，聚合物为聚丙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈中的一种或多种。形成支撑膜的方法可以包括：利用聚合物的溶液浸润纤维膜，而后干燥。
在一些实施例中，浸润的方式选自涂覆、浸泡中的一种或多种。涂覆可以选自喷涂、刮涂中的一种或多种。
另外，本发明还提供了通过上述耐酸纳滤膜片的制造方法制备得到的耐酸纳滤膜片。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例一
本实施例提供的耐酸纳滤膜片的制造方法，包括：
步骤S1：利用聚丙烯腈的溶液浸润纤维膜，而后干燥，得到支撑膜；
步骤S2：在支撑膜的表面依次涂覆第一水相溶液和第一油相溶液，干燥后得到第一功能层；其中，第一水相溶液中包括质量比为5:10:18的磷酸、二氧化钛、3-氨基苯磺酰胺单体，第一油相溶液中包括1,3,5-苯三甲酰氯单体；
步骤S3：在第一功能层表面依次涂覆第二水相溶液和第二油相溶液，干燥后得到第二功能层；其中，第二水相溶液中包括3-氨基苯磺酰胺单体，第二油相溶液中包括1,3,5-苯三甲酰氯单体。
本实施例还提供了通过上述方法制得的耐酸纳滤膜片。
实施例二
本实施例提供的耐酸纳滤膜片的制造方法，包括：
步骤S1：利用聚丙烯的溶液浸润纤维膜，而后干燥，得到支撑膜；
步骤S2：在支撑膜的表面依次涂覆第一水相溶液和第一油相溶液，干燥后得到第一功能层；其中，第一水相溶液中包括质量比为1:4:10的盐酸、二氧化硅、磺胺吡啶单体，第一油相溶液中包括对苯二甲酰氯单体；
步骤S3：在第一功能层表面依次涂覆第二水相溶液和第二油相溶液，干燥后得到第二功能层；其中，第二水相溶液中包括磺胺吡啶单体，第二油相溶液中包括对苯二甲酰氯单体。
本实施例还提供了通过上述方法制得的耐酸纳滤膜片。
实施例三
本实施例提供的耐酸纳滤膜片的制造方法，包括：
步骤S1：利用聚醚砜的溶液浸润纤维膜，而后干燥，得到支撑膜；
步骤S2：在支撑膜的表面依次涂覆第一水相溶液和第一油相溶液，干燥后得到第一功能层；其中，第一水相溶液中包括质量比为7:12:25的磷酸、无机氧化物(二氧化钛、二氧化锆的质量1:1的混合物)、磺胺吡啶单体，第一油相溶液中包括1,3,5-苯三甲酰氯单体；
步骤S3：在第一功能层表面依次涂覆第二水相溶液和第二油相溶液，干燥后得到第二功能层；其中，第二水相溶液中包括磺胺吡啶单体，第二油相溶液中包括1,3,5-苯三甲酰氯单体。
本实施例还提供了通过上述方法制得的耐酸纳滤膜片。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于，包括：
形成支撑膜；
依次利用第一水相溶液、第一油相溶液浸润所述支撑膜，以在所述支撑膜表面形成第一功能层；其中，所述第一水相溶液为在包括酸的溶液体系下混合无机氧化物、磺酰胺单体形成的溶液，所述第一油相溶液为原料包括多元酰氯单体的溶液；
依次利用第二水相溶液、第二油相溶液进行浸润，以在所述第一功能层表面形成第二功能层；其中，所述第二水相溶液为原料包括磺酰胺单体的溶液，所述第二油相溶液为原料包括多元酰氯单体的溶液。
2.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述无机氧化物选自二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述第一水相溶液中所述磺酰胺单体的质量占比为0.1～3％。
4.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述第一水相溶液中，所述酸、所述无机氧化物、所述磺酰胺单体的质量比为0.5～8:0.5～12:1～30。
5.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述酸选自盐酸、磷酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述磺酰胺单体选自磺胺吡啶、3-氨基苯磺酰胺中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述多元酰氯单体选自1,3,5-苯三甲酰氯、邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述支撑膜为聚合物纤维膜，所述聚合物为聚丙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯腈中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的耐酸纳滤膜片的制造方法，其特征在于：所述浸润的方式选自涂覆、浸泡中的一种或多种。
10.一种耐酸纳滤膜片，其特征在于，通过权利要求1～9任一项所述的耐酸纳滤膜片的制造方法制备得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310853469.9A CN116672886A (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 一种耐酸纳滤膜片及其制造方法 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118001925A (zh) * | 2024-04-07 | 2024-05-10 | 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 | 纳滤膜及其制备方法和锂提取装置 |
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2023
- 2023-07-12 CN CN202310853469.9A patent/CN116672886A/zh active Pending
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