海藻酸钠/聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜及制备和应用

摘要

本发明公开了一种海藻酸钠/聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，以聚丙烯腈超滤膜作为支撑层，聚多巴胺和聚乙烯亚胺作为中间层，海藻酸钠作为分离层。其制备过程包括：首先将聚丙烯腈超滤膜用乙醇进行预润湿后固定于容器中，然后配制含有多巴胺和聚乙烯亚胺的三羟甲基氨基甲烷溶液；将该溶液倒入容器中，多巴胺和聚乙烯亚胺在基膜表面进行反应后得到聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜；将海藻酸钠溶液涂覆于聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜得到该三层复合膜。其制备过程简便，原料易得，条件温和，制得的海藻酸钠/聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜用于乙醇/水的分离，具有较高的渗透通量和分离因子。

主权项

一种海藻酸钠/聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜，其特征在于：该三层复合膜是以聚丙烯腈超滤膜作为支撑层，聚多巴胺和聚乙烯亚胺作为中间层，海藻酸钠作为分离层；最终产品中聚乙烯亚胺和聚多巴胺的质量比为0.32～2.25；所述聚丙烯腈超滤膜的截留分子量为10万；所述中间层的厚度为30‑80nm；所述分离层的厚度为100nm；该三层复合膜按照下述步骤制备：步骤一、将聚丙烯腈超滤膜浸泡在无水乙醇溶液中1h以上进行预润湿；步骤二、室温下，配制50mM的三羟甲基氨基甲烷溶液，用1M的盐酸溶液调节所述三羟甲基氨基甲烷溶液的pH为8.5；向所述三羟甲基氨基甲烷溶液中依次加入聚乙烯亚胺和多巴胺，其中，多巴胺质量浓度为2mg/ml，聚乙烯亚胺和多巴胺的质量比为0.5～2；室温下以300rpm转速搅拌2min后获得溶液A；步骤三、将步骤一预润湿后的聚丙烯腈超滤膜固定在容器中，将步骤二获得的溶液A倒入容器中，将容器放入25℃恒温摇床中反应2～16h；将反应后的溶液倒出后用去离子水清洗膜表面，室温下干燥12h，得到聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜；步骤四、将海藻酸钠加入到去离子水中30℃下以300rpm转速搅拌24h，配制成浓度为0.5～1.0wt.％的海藻酸钠溶液；静置0.5～1h脱泡；将海藻酸钠溶液倒入容器中，且使步骤三得到的聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈两层膜的聚多巴胺‑聚乙烯亚胺表面接触到海藻酸钠溶液；静置1min后将海藻酸钠溶液从容器中倒出；室温下干燥24h，得到海藻酸钠/聚多巴胺‑聚乙烯亚胺/聚丙烯腈三层复合膜。