CN117732245A - 一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN117732245A
CN117732245A CN202311793317.0A CN202311793317A CN117732245A CN 117732245 A CN117732245 A CN 117732245A CN 202311793317 A CN202311793317 A CN 202311793317A CN 117732245 A CN117732245 A CN 117732245A
Authority
CN
China
Prior art keywords
degradable
positively charged
heat treatment
composite membrane
cellulose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311793317.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117732245B (zh
Inventor
张�林
李鸽
姚之侃
王晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN202311793317.0A priority Critical patent/CN117732245B/zh
Publication of CN117732245A publication Critical patent/CN117732245A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117732245B publication Critical patent/CN117732245B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用,属于膜分离技术领域,该荷正电纳滤复合膜的制备方法为:(1)将纳米纤维素水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,进行第一热处理后浸泡到交联剂溶液中,取出后进行第二热处理得到交联的纳米纤维素超滤膜;(2)将壳聚糖基铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,进行第三热处理后再浸泡到交联剂溶液中,取出后进行第四热处理得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜;本发明方法工艺简单高效,制得的产品纳滤复合膜一方面可降解、绿色环保,另一方面其稳定性、耐压性、分离性能好,在饮用水软化、盐湖提锂、重金属离子去除、酸回收、有机污染物的脱除等方面具有较高的应用前景。

Description

一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域,具体涉及一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用。
背景技术
纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术,其膜孔径通常在1nm左右,对于分子量介于200-1000的有机物或多价离子具有良好的截留效果。通常情况下,纳滤膜表面带有一定的电荷,其对一价盐的截留率比较低,对二价或多价盐的截留率比较高,其中荷正电的纳滤膜可用于盐湖提锂、水软化、重金属离子去除等。纳滤膜多为复合膜,典型的聚酰胺复合纳滤膜,包含聚酯无纺布层、聚砜/聚醚砜多孔支撑层及聚酰胺分离层三层结构,这类纳滤膜化学组成与结构复杂,退役膜及组件常采用填埋和焚烧等处置方法,造成资源浪费及环境污染。
壳聚糖是迄今发现的自然界中唯一的天然碱性氨基多糖,其存储量仅次于纤维素,具有良好的成膜性、可降解性、可再生性、抗氧化性、抑菌性、热稳定性等特点。但由于其分子中含有大量的氨基和羟基,在水中易溶胀,稳定性较差,另外还存在机械性能差的问题。目前以壳聚糖为主要材料制备纳滤膜,主要有三种方法:涂敷交联法、与其他材料共混制膜和层层自组装法。
公开号为CN111558298A的中国专利文献公开了一种高选择性壳聚糖荷正电纳滤复合膜的制备方法,该方法以聚醚砜超滤膜为支撑底膜,以杂环多环氧化合物为交联剂改性,采用涂敷法制备了壳聚糖荷正电纳滤复合膜,该膜对多价阳离子和部分单价阳离子具有较高选择性。
公开号为CN108465377A的中国专利文献公开了一种再生纤维素/壳聚糖复合抗菌纳滤膜的制备方法,该发明首先制备纤维素/壳聚糖铸膜液,利用涂覆法将纤维素/壳聚糖铸膜液均匀的涂覆在无纺布上并制成抗菌多孔纤维素/壳聚糖复合膜,进一步通过界面聚合法在抗菌多孔纤维素/壳聚糖复合膜上制备含有纳米水滑石的芳香聚合物功能皮层。
公开号为CN108031312A的中国专利文献公开了一种基于层层自组装与喷雾法结合的纳滤膜制备方法,该发明将溶解好的壳聚糖加入纤维素溶解液中,制备纤维素铸膜液,将纤维素铸膜液均匀的涂覆在无纺布上并制成抗菌多孔平板膜,以抗菌多孔平板膜为基底,依次在其表面喷涂羧甲基纤维素溶液和壳聚糖溶液,直至达到所需要的层数,制备得到产品纳滤膜,该纳滤膜可用于脱除多价离子、部分一价离子的盐类和分子量大于200的有机物。
但是上述方法中,或以聚酯、聚丙烯无纺布、有机高分子超滤膜为支撑层,或包含聚酰胺分离层,难以降解,无法满足制备整体可降解壳聚糖复合纳滤膜的要求;采用层层自组装法制得的纳滤膜,分离层的致密性以及纳滤膜的截留性能有待进一步提高。
发明内容
本发明提供了一种可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,设备要求低,工艺简单高效,制得的产品纳滤复合膜一方面可降解、绿色环保,另一方面其稳定性、耐压性、分离性能好,在饮用水软化、盐湖提锂、重金属离子去除、酸回收、有机污染物的脱除等方面具有较好的应用前景。
具体采用的技术方案如下:
一种可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将纳米纤维素水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,进行第一热处理后浸泡到交联剂溶液中,取出后进行第二热处理得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,进行第三热处理后再浸泡到交联剂溶液中,取出后进行第四热处理得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜;
所述的铸膜液为壳聚糖基大分子溶液,壳聚糖基大分子为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖黄原酸酯、壳聚糖硫酸酯、壳聚糖磷酸酯、壳聚糖季铵盐中的至少一种。
本发明以主要成分为纤维素的粘胶纤维无纺布为基底,首先运用抽滤法制备纳米纤维素支撑层,并通过化学交联法得到稳定、耐压的纳米纤维素支撑层,由于粘胶纤维无纺布的主要成分也为纤维素,交联处理的同时也加强了粘胶纤维无纺布和纳米纤维素支撑层的结合力,进一步采用旋涂法以及化学交联法制备荷正电的超薄壳聚糖基大分子分离层,能够在兼顾截留性能的同时提高水渗透性能,制备得到稳定性、耐压性、分离性能好的可降解的荷正电纳滤复合膜。
优选的,所述的纳米纤维素为纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶须、纤维素纳米棒、纤维素纳米晶、微丝化纤维素、纳米纤丝化纤维素、细菌纤维素中的至少一种,纳米纤维素水分散液中纳米纤维素的质量分数为0.0005wt%-0.05wt%。
纳米纤维素无法溶解在水中,纳米纤维素水分散液不会对粘胶纤维无纺布产生溶解作用,进而克服了界面模糊的问题,另外,第一次交联反应可以发生在纳米纤维素层、粘胶纤维无纺布层及两层界面处,在提高各层稳定性的同时能够进一步增大两层间的结合力,使得支撑层整体的稳定性及强度得到提升。
进一步优选的,抽滤过后,纳米纤维素在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为50μg/cm2-1000μg/cm2。纳米纤维素堆积质量过小,会导致纳米纤维素无法均匀地完整覆盖在粘胶纤维无纺布上,使得支撑层留有较大孔隙,影响整体分离膜的截留性能;纳米纤维素堆积质量过大,会导致形成的纳米纤维素支撑层厚度较大,增加水的渗透阻力,影响整体分离膜的渗透性能。
优选的,步骤(1)和步骤(2)的交联剂溶液中,所述的交联剂均选自乙二醛、戊二醛、己二醛、甘油醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠、三聚磷酸钠、二异氰酸酯、乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种;所述的交联剂溶液中交联剂的质量分数均为0.2wt%-5wt%;在交联剂溶液中的浸泡时间均为0.5-12h。
优选的,所述的铸膜液中,壳聚糖基大分子的质量分数为0.2wt%-3wt%,溶剂选用水或体积分数为0.5%-2%的盐酸、硝酸、醋酸、甲酸、乳酸、苹果酸或抗坏血酸。
壳聚糖可溶于酸的稀溶液,羧基化壳聚糖、壳聚糖硫酸酯、壳聚糖磷酸酯等壳聚糖衍生物可直接溶于水。
优选的,步骤(2)中,旋涂速度为500-9000r/min,旋涂时间为30-120s。旋涂法操作简单、高效、通用性强,制备的膜厚度范围广泛,可通过简单调节铸膜液浓度、旋涂速度和旋涂时间来控制膜厚,膜的平整性和均匀性均优于喷涂法制膜。
第一热处理、第二热处理、第三热处理和第四热处理的条件均为温度50-150℃,时间0.5-3h。第二热处理和第四热处理在使膜干燥的同时,可进一步提高膜的交联程度。
本发明还提供了所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法制得的可降解的荷正电纳滤复合膜。
本发明还提供了所述的可降解的荷正电纳滤复合膜在水处理中的应用,实验证明,该荷正电纳滤复合膜在饮用水软化、盐湖提锂、重金属离子去除、酸回收、有机污染物的脱除等方面均具有较好的应用前景。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明方法以纤维素和壳聚糖基大分子两类来源广泛、价格低廉的生物质材料制备复合纳滤膜,首先以粘胶纤维无纺布为基底,采用抽滤法制备纳米纤维素超滤膜,利用纳米纤维素亲水性强、机械性能强、可形成网络结构等优势,制备得到纳滤复合膜的支撑底膜,同时为了减少纳米纤维素层的溶胀问题,对其进行化学交联处理,进一步提高支撑底膜的稳定性;以荷正电的壳聚糖基大分子为分离层,采用旋涂法结合化学交联法,制备超薄、稳定的荷正电壳聚糖基大分子分离层,通过调节铸膜液的浓度、旋涂工艺来调节分离层厚度,在兼顾截留性能的同时提高水渗透性能。
(2)本发明方法设备要求低,制备方法简单,制备所得的产品荷正电纳滤复合膜具有可降解性、绿色环保,且稳定性、分离性能好,在水处理领域有着广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例,进一步阐明本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明,而不用于限制本发明的范围。
实施例1
(1)将0.02wt%的纤维素纳米纤维水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米纤维在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为600μg/cm2,90℃下进行第一热处理2h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于0.2wt%的环氧氯丙烷溶液中,交联2h后取出,90℃下进行第二热处理2h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖磷酸酯溶解于水中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为0.8wt%的铸膜液,将铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为45s,90℃下进行第三热处理2h后,再将其置于0.2wt%的环氧氯丙烷溶液中,交联2h后取出,90℃下进行第四热处理2h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为4.7L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),该膜用于水体中硬度的降低,对氯化镁的截留率为87.5%,对氯化钙的截留率为79.4%。
实施例2
(1)将0.01wt%的细菌纤维素水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,细菌纤维素在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为500μg/cm2,60℃下进行第一热处理3h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于0.5wt%的戊二醛溶液中,交联3h后取出,60℃下进行第二热处理3h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖溶解于体积分数为2%的醋酸水溶液中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为1wt%的壳聚糖铸膜液,将壳聚糖铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为1000r/min,旋涂时间为60s,60℃下进行第三热处理3h后,再将其置于0.5wt%的戊二醛溶液中,交联3h后取出,60℃下进行第四热处理3h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为5.3L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),将其用于氯化锂和氯化镁混盐的分离,锂离子与镁离子的分离因子为14.3。
实施例3
(1)将0.005wt%的纤维素纳米晶须水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米晶须在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为50μg/cm2,120℃下进行第一热处理0.5h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于3wt%的三聚磷酸钠溶液中,交联6h后取出,150℃下进行第二热处理0.5h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖溶解于体积分数为1%的盐酸水溶液中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为1wt%的壳聚糖铸膜液,将壳聚糖铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为3000r/min,旋涂时间为30s,120℃下进行第三热处理0.5h后,再将其置于3wt%的三聚磷酸钠溶液中,交联6h后取出,150℃下进行第四热处理0.5h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为6.7L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),该膜用于水体染料分子的去除,对亚甲基蓝的去除率为88.9%,对孔雀石绿的去除率为93.3%,对龙胆紫的去除率为97.2%。
实施例4
(1)将0.05wt%的纤维素纳米晶水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米晶在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为1000μg/cm2,100℃下进行第一热处理2h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于1wt%的戊二醛溶液中,交联4h后取出,100℃下进行第二热处理2h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖溶解于体积分数为2%的醋酸水溶液中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为0.2wt%的壳聚糖铸膜液,将壳聚糖铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为8000r/min,旋涂时间为120s,100℃下进行第三热处理2h后,再将其置于1wt%的戊二醛溶液中,交联4h后取出,100℃下进行第四热处理2h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为3.9L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.50MPa下测试),该膜用于水中污染物的去除,对罗红霉素的去除率为92.8%,对红霉素的去除率为80.7%,对舒必利的去除率为50.2%。
实施例5
(1)将0.05wt%的细菌纤维素水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,细菌纤维素在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为500μg/cm2,100℃下进行第一热处理1h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于2wt%的三偏磷酸钠溶液中,交联2h后取出,100℃下进行第二热处理1h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将羧甲基壳聚糖溶解于水中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为0.75wt%的壳聚糖铸膜液,将壳聚糖铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为5000r/min,旋涂时间为30s,100℃下进行第三热处理1h后,再将其置于2wt%的三偏磷酸钠溶液中,交联2h后取出,100℃下进行第四热处理1h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为5.6L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),该膜用于染料脱盐,龙胆紫的去除率为90.5%,氯化钠的去除率为6.9%。
实施例6
(1)将0.0005wt%的纤维素纳米纤维水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米纤维在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为500μg/cm2,120℃下进行第一热处理1h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于0.8wt%的二异氰酸酯溶液中,交联0.5h后取出,120℃下进行第二热处理1h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖季铵盐溶解于水中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为2wt%的铸膜液,将铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为500r/min,旋涂时间为90s,120℃下进行第三热处理1h后,再将其置于0.8wt%的二异氰酸酯溶液中,交联0.5h后取出,120℃下进行第四热处理1h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为4.1L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),该膜用于水中重金属离子的去除,对Cr3+、Hg2+、Cd2+、Pb2+的去除率均达90%以上。
实施例7
(1)将0.05wt%的纤维素纳米棒水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米棒在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为750μg/cm2,60℃下进行第一热处理2h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于0.5wt%的乙二醇二缩水甘油醚溶液中,交联2h后取出,60℃下进行第二热处理3h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖溶解于体积分数为2%的醋酸水溶液中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为1.5wt%的壳聚糖铸膜液,将壳聚糖铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为1500r/min,旋涂时间为45s,60℃下进行第三热处理2h后,再将其置于0.5wt%的乙二醇二缩水甘油醚溶液中,交联2h后取出,60℃下进行第四热处理3h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为4.7L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.50MPa下测试),该膜用于去除酸液(盐酸水溶液,pH=2.1)中杂质金属离子,对Fe3 +、Al3+的去除率达90%以上。
实施例8
(1)将0.01wt%的纳米纤丝化纤维素水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纳米纤丝化纤维素在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为1000μg/cm2,100℃下进行第一热处理2h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于1wt%的乙二醛溶液中,交联3h后取出,100℃下进行第二热处理2h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖溶解于体积分数为2%的醋酸水溶液中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为0.6wt%的壳聚糖铸膜液,将壳聚糖铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为4000r/min,旋涂时间为45s,100℃下进行第三热处理2h后,再将其置于1wt%的乙二醛溶液中,交联3h后取出,100℃下进行第四热处理2h,得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该可降解的荷正电纳滤复合膜的纯水通量为4.8L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.60MPa下测试),该膜用于水中钙镁离子的去除,钙镁离子的去除率达91%。
对比例1
(1)将0.02wt%的纤维素纳米纤维水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米纤维在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为600μg/cm2,90℃下进行第一热处理2h后得到纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖磷酸酯溶解于水中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为0.8wt%的铸膜液,将铸膜液旋涂于纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为45s,90℃下进行第二热处理2h后,得到荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该荷正电纳滤复合膜的纯水通量为13.3L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),该膜用于水体中硬度的降低,对氯化镁的截留率为25.7%,对氯化钙的截留率为19.1%。
对比例2
(1)将0.02wt%的纤维素纳米纤维水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米纤维在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为600μg/cm2,90℃下进行第一热处理2h后得到纳米纤维素超滤膜;将该纳米纤维素超滤膜置于0.2wt%的环氧氯丙烷溶液中,交联2h后取出,90℃下进行第二热处理2h得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖磷酸酯溶解于水中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为0.8wt%的铸膜液,将铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为45s,90℃下进行第三热处理2h后,得到荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该荷正电纳滤复合膜的纯水通量为7.2L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),该膜用于水体中硬度的降低,对氯化镁的截留率为43.8%,对氯化钙的截留率为34.6%。
对比例3
(1)将0.02wt%的纤维素纳米纤维水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,抽滤过后,纤维素纳米纤维在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为600μg/cm2,90℃下进行第一热处理2h后得到纳米纤维素超滤膜;
(2)将壳聚糖磷酸酯溶解于水中,搅拌溶解后静置脱泡,得到质量分数为0.8wt%的铸膜液,将铸膜液旋涂于纳米纤维素超滤膜上,旋涂速度为2000r/min,旋涂时间为45s,90℃下进行第二热处理2h后,再将其置于0.2wt%的环氧氯丙烷溶液中,交联2h后取出,90℃下进行第三热处理2h,得到荷正电纳滤复合膜。
经测试可知,该荷正电纳滤复合膜的纯水通量为5.9L·m-2·h-1·bar-1(25℃、0.48MPa下测试),该膜用于水体中硬度的降低,对氯化镁的截留率为71.9%,对氯化钙的截留率为60.4%。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述的仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将纳米纤维素水分散液抽滤于粘胶纤维无纺布上,进行第一热处理后浸泡到交联剂溶液中,取出后进行第二热处理得到交联的纳米纤维素超滤膜;
(2)将铸膜液旋涂于交联的纳米纤维素超滤膜上,进行第三热处理后再浸泡到交联剂溶液中,取出后进行第四热处理得到所述的可降解的荷正电纳滤复合膜;
所述的铸膜液为壳聚糖基大分子溶液,壳聚糖基大分子为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖黄原酸酯、壳聚糖硫酸酯、壳聚糖磷酸酯、壳聚糖季铵盐中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,其特征在于,所述的纳米纤维素为纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶须、纤维素纳米棒、纤维素纳米晶、微丝化纤维素、纳米纤丝化纤维素、细菌纤维素中的至少一种,纳米纤维素水分散液中纳米纤维素的质量分数为0.0005wt%-0.05wt%。
3.根据权利要求1所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,其特征在于,抽滤过后,纳米纤维素在粘胶纤维无纺布上的堆积质量为50μg/cm2-1000μg/cm2
4.根据权利要求1所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)和步骤(2)的交联剂溶液中,所述的交联剂均选自乙二醛、戊二醛、己二醛、甘油醛、环氧氯丙烷、三偏磷酸钠、三聚磷酸钠、二异氰酸酯、乙二醇二缩水甘油醚中的至少一种;所述的交联剂溶液中交联剂的质量分数均为0.2wt%-5wt%;在交联剂溶液中的浸泡时间均为0.5-12h。
5.根据权利要求1所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,其特征在于,所述的铸膜液中,壳聚糖基大分子的质量分数为0.2wt%-3wt%,溶剂选用水或体积分数为0.5%-2%的盐酸、硝酸、醋酸、甲酸、乳酸、苹果酸或抗坏血酸。
6.根据权利要求1所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,旋涂速度为500-9000r/min,旋涂时间为30-120s。
7.根据权利要求1所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法,其特征在于,第一热处理、第二热处理、第三热处理和第四热处理的条件均为温度50-150℃,时间0.5-3h。
8.根据权利要求1-7任一所述的可降解的荷正电纳滤复合膜的制备方法制得的可降解的荷正电纳滤复合膜。
9.根据权利要求8所述的可降解的荷正电纳滤复合膜在水处理中的应用。
CN202311793317.0A 2023-12-25 2023-12-25 一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用 Active CN117732245B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311793317.0A CN117732245B (zh) 2023-12-25 2023-12-25 一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311793317.0A CN117732245B (zh) 2023-12-25 2023-12-25 一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117732245A true CN117732245A (zh) 2024-03-22
CN117732245B CN117732245B (zh) 2024-07-05

Family

ID=90277609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311793317.0A Active CN117732245B (zh) 2023-12-25 2023-12-25 一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117732245B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2265390A1 (en) * 1999-03-11 2000-09-11 University Of Waterloo Novel composite membrane
CN103143269A (zh) * 2013-03-02 2013-06-12 福建农林大学 一种壳聚糖/纤维素复合分离膜及其制备方法
CN105617890A (zh) * 2016-03-18 2016-06-01 南京理工大学 层层自组装壳聚糖荷正电复合纳滤膜及其制备方法
US20160207007A1 (en) * 2015-01-15 2016-07-21 National University Of Singapore Chitosan ultra-thin film composite nanofiltration membranes
CN105879702A (zh) * 2016-05-31 2016-08-24 河南师范大学 一种壳聚糖磷酸酯复合纳滤膜的制备方法
CN107081077A (zh) * 2017-05-12 2017-08-22 大连理工大学 一种荷正电复合纳滤膜及其制备方法
CN110359298A (zh) * 2019-07-10 2019-10-22 浙江海印数码科技有限公司 一种低盐化的活性染料的制备方法及其在喷墨印花用墨水中的应用
CN110860214A (zh) * 2019-12-19 2020-03-06 上海洁晟环保科技有限公司 一种基膜层及其制备方法、包含其的复合纳滤膜
CN111558298A (zh) * 2020-04-29 2020-08-21 浙江工业大学 一种高选择性壳聚糖荷正电纳滤复合膜的制备方法
CN113171760A (zh) * 2021-04-01 2021-07-27 常州金杉环保科技有限公司 一种高强度的印迹复合膜及其制备方法和应用
CN113926317A (zh) * 2020-07-14 2022-01-14 杭州中瑞朴华科技有限公司 一种荷正电复合膜及其制备方法和用途

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2265390A1 (en) * 1999-03-11 2000-09-11 University Of Waterloo Novel composite membrane
CN103143269A (zh) * 2013-03-02 2013-06-12 福建农林大学 一种壳聚糖/纤维素复合分离膜及其制备方法
US20160207007A1 (en) * 2015-01-15 2016-07-21 National University Of Singapore Chitosan ultra-thin film composite nanofiltration membranes
CN105617890A (zh) * 2016-03-18 2016-06-01 南京理工大学 层层自组装壳聚糖荷正电复合纳滤膜及其制备方法
CN105879702A (zh) * 2016-05-31 2016-08-24 河南师范大学 一种壳聚糖磷酸酯复合纳滤膜的制备方法
CN107081077A (zh) * 2017-05-12 2017-08-22 大连理工大学 一种荷正电复合纳滤膜及其制备方法
CN110359298A (zh) * 2019-07-10 2019-10-22 浙江海印数码科技有限公司 一种低盐化的活性染料的制备方法及其在喷墨印花用墨水中的应用
CN110860214A (zh) * 2019-12-19 2020-03-06 上海洁晟环保科技有限公司 一种基膜层及其制备方法、包含其的复合纳滤膜
CN111558298A (zh) * 2020-04-29 2020-08-21 浙江工业大学 一种高选择性壳聚糖荷正电纳滤复合膜的制备方法
CN113926317A (zh) * 2020-07-14 2022-01-14 杭州中瑞朴华科技有限公司 一种荷正电复合膜及其制备方法和用途
CN113171760A (zh) * 2021-04-01 2021-07-27 常州金杉环保科技有限公司 一种高强度的印迹复合膜及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
苗丕渠等: "壳聚糖在纳滤膜中的应用研究", 《广东化工》, vol. 42, no. 04, 28 February 2015 (2015-02-28), pages 148 - 149 *
邓建绵等: "荷电纳滤膜研究进展", 《工业安全与环保》, vol. 33, no. 12, 10 December 2007 (2007-12-10), pages 1 - 3 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117732245B (zh) 2024-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103446899B (zh) 一种表层化学交联的海藻酸盐基有机无机杂化水凝胶过滤膜及其制备方法
CN107824057B (zh) 一种超支化聚合物改性聚合物膜及其制备方法与应用
CN105617882A (zh) 一种壳聚糖修饰氧化石墨烯纳米复合正渗透膜及其制备方法
CN111001318B (zh) 一种多巴胺辅助修饰的杂化复合正渗透膜及其制备方法
Tsai et al. The preparation of polyelectrolyte/hydrolyzed polyacrylonitrile composite hollow fiber membrane for pervaporation
CN116407956A (zh) 具有高电荷分布孔道的聚酰胺纳米复合膜及其制备方法
Gao et al. High-flux loose nanofiltration membrane with anti-dye fouling ability based on TA@ ZIF-8 for efficient dye/salt separation
TR201612129A2 (tr) SÜLFONLANMIŞ POLİSÜLFON (sPSf) POLİMERİ KULLANILARAK ELDE EDİLEN İLERİ OZMOS MEMBRANI VE BUNUN ÜRETİM YÖNTEMİ
CN114016285A (zh) 一种用于海水淡化的功能纳米纤维膜的制备方法
CN117732245B (zh) 一种可降解的荷正电纳滤复合膜及其制备方法和应用
CN116036883B (zh) 含氟聚合物纳米纤维基复合纳滤膜的制备方法
KR100536643B1 (ko) 티타니아 나노입자의 블렌딩에 의한 내화학성, 내미생물성및 내오염성 비대칭 한외여과 및 정밀여과막의 제조방법
CN111804162A (zh) 一种高通量聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备方法
CN114797494B (zh) 金属离子-有机酸络合物原位交联的复合膜及制备和应用
CN113856468A (zh) 高通量复合纳滤膜及其制备方法
CN110743383A (zh) 一种提高聚酰胺复合膜渗透通量的改性方法
KR100322235B1 (ko) 고 투과성 역삼투압 분리막의 제조방법
CN115888428A (zh) 一种高选择性纳滤复合膜及其制备方法
CN104801209A (zh) 一种咪唑磺酸盐接枝型聚醚砜超低压纳滤膜
CN115624869A (zh) 一种石墨烯量子点抗菌吸附静电纺纳滤膜及其制备方法
CN112473400B (zh) 石墨烯微超滤膜及其制备方法
CN107224884A (zh) 一种耐溶剂的聚合物膜、制备方法及其应用
CN113750818B (zh) 一种高渗透性聚酰胺反渗透复合膜及其制备方法
Uragami Chitin and Chitosan Derivative Membranes in Resources, Energy, Environmental and Medical Field
CN117732281B (zh) 一种纤维素基可降解分离膜及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant