磺酸型两性聚电解质纳米粒子杂化聚酰胺纳滤膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种磺酸型两性聚电解质纳米粒子杂化聚酰胺纳滤膜的制备方法。首先，采用水相自由基聚合法制备磺酸型两性阳离子聚合物，再通过离子交联法制备磺酸型两性聚电解质纳米粒子，将其添加在制备聚酰胺膜的水相单体溶液中，通过界面聚合法得到磺酸型两性聚电解质纳米粒子杂化聚酰胺纳滤膜。利用纳米粒子良好的亲水性、耐污染性和独特的纳米孔洞结构，在保持聚酰胺膜对无机盐高选择性的同时，大大提高了膜的水渗透通量和耐污染性。在25^oC，0.6MPa的操作压力下，此纳滤膜对二价离子的截留率可高达到97%，对一价离子的截留率低于25%，水通量一般高于50L.m^-2.h^-1。因此，所制备的磺酸型两性聚电解质纳米粒子杂化聚酰胺纳滤膜具有高的分离选择性、水渗透性和耐污染性。

主权项

一种磺酸型两性聚电解质纳米粒子杂化聚酰胺纳滤膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将10～30质量份的磺酸甜菜碱单体和5～10质量份的阳离子单体溶解于50～200质量份的水溶液中，通入氮气，加入0.1～1质量份的水溶性引发剂，在40～60^oC下聚合6～12小时，用丙酮将聚合物沉淀，多次洗涤后，得到磺酸型两性阳离子聚合物，真空干燥后备用；（2）将1～3质量份的羧甲基纤维素钠和0.5～2质量份的磺酸型两性阳离子聚合物分别溶解于100～500质量份的酸性水溶液中，再将磺酸型两性阳离子聚合物酸性水溶液滴加到羧甲基纤维素钠酸性水溶液中进行离子交联，经沉淀，多次去离子水洗涤，于40～60^oC干燥8～16小时，得到磺酸型两性聚电解质纳米粒子；然后将上述0.2～1质量份的纳米粒子加入到100～500质量份的碱性水溶液中配成纳米粒子分散液；（3）将多孔聚砜支撑膜在水相溶液中浸渍1～3分钟，水相溶液中多元胺单体的浓度为0.2～3 wt%，磺酸型两性聚电解质纳米粒子的浓度为0.02～0.3 wt%，NaOH的浓度为0.01～0.5 wt%，取出并去除表面过量的水相溶液；再浸入到含有浓度为0.1～1 wt%的多元酰氯单体的有机相溶液中，界面聚合反应0.5～2分钟，在45～70^oC下固化15～40分钟，经去离子水漂洗后，得到磺酸型两性聚电解质纳米粒子杂化聚酰胺纳滤膜;步骤1）中所述的磺酸甜菜碱单体为3‑[N,N‑二甲基‑[2‑(2‑甲基丙‑2‑烯酰氧基)乙基]铵]丙烷‑1‑磺酸内盐、3‑[N,N‑二甲基‑[2‑(2‑甲基丙‑2‑烯酰氧基)乙基]铵]乙烷‑1‑磺酸内盐或3‑(4‑乙烯基吡啶)丙烷‑1‑磺酸内盐；步骤1）中所述的阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵或甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵。