公布日：2023.03.21
申请日：2022.12.05
分类号：B01D67/00(2006.01)I;B01D69/12(2006.01)I;B01D69/02(2006.01)I;C02F1/44(2023.01)I;C02F103/30(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N;
C02F101/34(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种处理印染废水的高产水量脱色膜的制备方法，其包括步骤：S1：将PVA、荷正电水溶性高分子和吸酸剂溶解到水中得到水相溶液，将多元酰氯单体分散于油剂得到油相溶液；S2：将底膜表面浸涂水相溶液，静置使水相溶液吸附到底膜上，除掉底膜表面多余的水相溶液，阴干或吹干得到干膜片；将油相溶液涂覆在干膜片上，静置后，除掉膜片表面多余油相溶液，再将膜片转入烘箱热处理，得到烘干的膜片；S3：将膜片浸渍后处理液，处理40‑120s，将膜片阴干或吹干，得到处理印染废水的高产水量脱色膜；后处理液为溶解有至少一种阴离子表面活性剂的水溶液。本发明的脱色膜，尤为适用于印染废水的脱色，能有效分离盐分和有机染料，并具有很高的水通量。
权利要求书
1.一种处理印染废水的高产水量脱色膜的制备方法，其特征在于，其包括步骤：S1、制备水相溶液和油相溶液水相溶液中含有PVA、荷正电水溶性高分子和吸酸剂；所述荷正电水溶性高分子为阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、壳聚糖季铵盐中的一种或组合；所述油相溶液为含有多元酰氯单体的油剂；S2、界面聚合反应及热处理将底膜表面浸涂水相溶液或将水相溶液涂覆在底膜上，静置使水相溶液吸附到底膜上，除掉底膜表面残余的水相溶液，阴干或吹干得到干膜片；然后将油相溶液涂覆在干膜片上，静置后，除掉膜片表面残留的油相溶液，再将膜片转入烘箱热处理，得到烘干的膜片；S3、后处理制备后处理液，所述后处理液为溶解有至少一种阴离子表面活性剂的水溶液；然后将S3烘干后的膜片浸渍所述后处理液或者将所述后处理液涂覆在膜片上，处理40-120s，将膜片阴干或吹干，得到处理印染废水的高产水量脱色膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，PVA的Mw为7万-25万，在水相溶液中的质量浓度为0.2-3％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，荷正电水溶性高分子在水相溶液中的质量浓度为0.05-0.5％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述吸酸剂为碳酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和三乙胺中的一种或几种，质量浓度为0.1-3％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述油相溶液中的多元酰氯单体为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、3,3',5,5'-联苯四甲酰氯、对苯二甲酰氯、己二酰氯中的一种或多种；油相溶液的溶剂是正己烷、异构烷烃IsoparG、异构烷烃IsoparL中的一种或多种；油相溶液中的多元酰氯单体的质量浓度是0.01-2％；所述底膜为聚砜底膜、聚醚砜底膜、聚乙烯底膜、聚酰亚胺底膜、聚丙烯底膜、聚丙烯腈底膜、聚偏氟乙烯底膜、聚偏二氟乙烯底膜中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，先在底膜膜片上涂覆所述水相溶液，静置30-70s后除去底膜表面多余的水相溶液、吹干或阴干膜片，然后再涂覆油相溶液，静置30-70s后再除去膜片表面多余的油相溶液，再转入40-140℃鼓风干燥箱中处理2-6min，制得烘干的膜片。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述后处理液中的阴离子表面活性剂为月硅酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐、十二烷基苯磺酸钠、棕榈酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、十八烷基磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、α-烯烃磺酸盐、松香酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠及樟脑磺酸钠中的一种或几种的组合；阴离子表面活性剂在后处理液中的质量浓度为0.1-2％。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述后处理液中还添加有单宁酸，单宁酸的质量浓度为0.05-0.5％。
9.一种处理印染废水的高产水量脱色膜，其采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种专门处理印染废水的高产水量脱色膜的制备方法，通过水相溶液中的PVA和油相溶液中的多元酰氯单体发生界面聚合生成功能分离层，水相溶液的荷正电水溶性高分子与PVA以氢键结合，使荷正电水溶性高分子能够均布在功能分离层的各处，并与后处理液中的阴离子表面活性剂以正负电荷结合形成纳米颗粒，达到提高膜水通量的效果。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种处理印染废水的高产水量脱色膜的制备方法，包括步骤：
S1、制备水相溶液和油相溶液
水相溶液中含有PVA、荷正电水溶性高分子和吸酸剂；所述荷正电水溶性高分子为阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、壳聚糖季铵盐中的一种或组合；所述油相溶液为含有多元酰氯单体的油剂；
S2、界面聚合反应及热处理
将底膜表面浸涂水相溶液或将水相溶液涂覆在底膜上，静置使水相溶液吸附到底膜上，除掉底膜表面残余的水相溶液，阴干或吹干得到干膜片；然后将油相溶液涂覆在干膜片上，静置后，除掉膜片表面残留的油相溶液，再将膜片转入烘箱热处理，得到烘干的膜片；
S3、后处理
制备后处理液，所述后处理液为溶解有至少一种阴离子表面活性剂的水溶液；然后将S3烘干后的膜片浸渍所述后处理液或者将所述后处理液涂覆在膜片上，处理40s-120s，将膜片阴干或吹干，得到处理印染废水的高产水量脱色膜。
根据本发明的较佳实施例，步骤S1中，PVA(聚乙烯醇)的Mw为7万-25万，在水相溶液中的质量浓度为0.2-3％，优选为0.3-1％。优选地，PVA的Mw为100000-200000，更优选为120000-150000。
根据本发明的较佳实施例，步骤S1中，荷正电水溶性高分子在水相溶液中的质量浓度为0.05-0.5％，优选为0.05-0.2％，更优选为0.05-0.1％。
根据本发明的较佳实施例，步骤S1中，所述吸酸剂为碳酸钠、磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和三乙胺中的一种或几种，质量浓度为0.1-3％；优选为0.1-1％。吸酸剂主要用于与界面聚合反应过程中的副产物盐酸反应，将盐酸中和促使反应正向进行。
根据本发明的较佳实施例，步骤S1中，所述油相溶液中的多元酰氯单体为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、3,3',5,5'-联苯四甲酰氯、对苯二甲酰氯、己二酰氯中的一种或多种；油相溶液的溶剂是正己烷、异构烷烃IsoparG、异构烷烃IsoparL中的一种或多种；油相溶液中的多元酰氯单体的质量浓度是0.01-2％。优选质量浓度为0.2-0.3％。优选地，所述多元酰氯单体是均苯三甲酰氯(TMC)。
优选地，所述底膜为聚砜底膜、聚醚砜底膜、聚乙烯底膜、聚酰亚胺底膜、聚丙烯底膜、聚丙烯腈底膜、聚偏氟乙烯底膜、聚偏二氟乙烯底膜中的一种或多种。
根据本发明的较佳实施例，步骤S2中，先在底膜膜片上涂覆所述水相溶液，静置30-70s后除去底膜表面多余的水相溶液、吹干或阴干膜片，然后再涂覆油相溶液，静置30-70s后再除去膜片表面多余的油相溶液，再转入40-140℃鼓风干燥箱中热处理2-6min，制得烘干的膜片。通过热处理，以加强功能分离层的机械强度。
根据本发明的较佳实施例，步骤S3中，所述后处理液中的阴离子表面活性剂为月硅酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐、十二烷基苯磺酸钠、棕榈酸钠、十六烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、十八烷基磺酸钠、十八烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES、α-烯烃磺酸盐、松香酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠及樟脑磺酸钠中的一种或几种的组合；阴离子表面活性剂在后处理液中的质量浓度为0.1-2％；优选为0.1-0.5％。
根据本发明的较佳实施例，步骤S3中，所述后处理液中还添加有单宁酸，单宁酸的质量浓度为0.05-0.5％；优选为0.05-0.2％。
第二方面，本发明提供一种处理印染废水的高产水量脱色膜，其采用上述任一实施例的制备方法制得。
(三)有益效果
(1)本发明采用水相中的PVA和油相中的多元酰氯单体在底膜上进行界面聚合反应制备功能分离层，水相溶液中的PVA与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)或壳聚糖季铵盐以氢键连接形成三维网络，使CPAM或壳聚糖季铵盐能够均匀地分散在底膜上的水相中，在界面聚合过程中，PVA与多元酰氯单体聚合生成功能分离层，此时CPAM或壳聚糖季铵盐也被均匀地保留在功能分离层中的各处。在膜片采用后处理液进行处理时，阴离子表面活性剂与保留在功能分离层中的CPAM或壳聚糖季铵盐以正负电结合形成纳米颗粒，该纳米颗粒的存在提高了脱色膜的水通量，少量未参与结合的季铵盐阳离子基团也增加了膜片的亲水性和选择性。此外，通过控制水相溶液中PVA与荷正电水溶性高分子的浓度，可形成少量的水凝胶，水凝胶作为界面聚合反应的软模板，使界面聚合后形成疏松的网络结构的功能分离层，有利于提高水通量和膜运行效率。
(2)在后处理液中还添加单宁酸，单宁酸不但能与未交联的PVA依靠氢键作用形成三维网络，修复界面聚合过程中功能分离层的网络缺陷，且单宁酸上的大量羟基增加了膜的产水通量。本发明的脱色膜能够有效的分离盐分和染料，并具有很高的水通量。
（发明人：陈可可;谭惠芬;程新;刘文超;施盈盈;陈涛;张宇;潘巧明）
