一种聚乙烯醇聚酯膜及其制备方法

本发明属于纳滤膜制备，具体涉及一种聚乙烯醇聚酯膜及其制备方法。

背景技术：

1、膜分离技术作为一种环境友好的工艺，对水处理非常有效，在海水淡化、工业废水处理、食品工业、制药分离净化、超纯水生产等多个领域得到越来越多的应用。其中，纳滤膜由于具有操作压力低、能耗低、分离选择性高等优点，被广泛应用于饮用水生产、苦咸水淡化和废水回收等领域。

2、当前，运用最广泛的纳滤膜是经界面聚合法制备的聚酰胺纳滤膜。聚酰胺纳滤膜能够去除废水中的大部分污染物，但是它们经常表现出对低分子量(<500da)的有机微污染物的截留率很低。在其中许多污染物是有毒的，对人类健康和水生环境有害。据文献研究显示，聚酰胺微观结构上较多的烃类疏水区会通过疏水化作用增强微量有机污染物(疏水性微量有机污染物)与膜之间相互作用，加速有机微污染物在膜中的通过，从而使得微量有机污染物脱除率不高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种聚乙烯醇聚酯膜的应用，以解决现有技术中聚酰胺纳滤膜对低分子量的有机微污染物截留率低的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤1，将基膜浸润在单宁酸水相溶液中，形成过程基膜一；

5、步骤2，将过程基膜一浸润于有机相溶液中，所述有机相溶液的溶剂为二氯甲烷和正庚烷，溶质为均苯三甲酰氯和乙酰丙酮铁；

6、步骤3，将过程基膜二通过聚乙烯醇水溶液清洗后，获得聚乙烯聚酯膜。

7、本发明的进一步改进在于：

8、优选的，步骤1中，单宁酸水相溶液中单宁酸的质量分数为0.1％～0.5％。

9、优选的，步骤1中，浸润时间为2～10min。

10、优选的，步骤2中，基膜一的浸润时间为1～8min。

11、优选的，步骤2中，以质量分数计，溶剂中二氯甲烷的占比为10％，正庚烷的占比为90％。

12、优选的，步骤2中，均苯三甲酰氯在有机相溶液中的浓度为0.1％g/ml。

13、优选的，步骤2中，乙酰丙酮铁在有机相溶液中的浓度为(0.01％-0.06％)g/ml。

14、优选的，步骤3中，聚乙烯醇的水溶液质量分数为0.001％-0.03w/v％。

15、一种通过上述任意一项制备方法制得的聚乙烯醇聚酯膜，包括聚醚砜超滤膜，聚醚砜超滤膜上附着有纳滤膜；聚醚砜超滤膜中的孔洞中填充有单宁酸，纳滤膜由单宁酸，乙酰丙酮铁和均苯三甲酰氯三种单体反应形成；纳滤膜上附着有聚乙烯醇，单宁酸分子、均苯三甲酰氯以及乙酰丙酮铁均与聚乙烯醇结合。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明公开了一种基于聚乙烯醇聚酯膜的应用，该应用将聚酯膜用于脱除有机微污染物，聚酯膜制备过程中，利用聚乙烯醇作为表面改性剂制备有机微污染物脱除聚酯膜的方法。本发明将聚乙烯醇加入水溶液中，通过与未反应完全的乙酰丙酮铁的配位反应增加交联度进而调控聚酯膜的微纳孔隙，从而提高纳滤膜对有机微污染物的脱除率。聚乙烯醇与聚酯膜紧密结合，形成无空洞的均匀分散层，不仅维持了聚酯膜的致密网络结构，还显著提升了纳滤膜的分离性能。其脱除有机微污染物的机理在于尺寸筛分以及特定的氢键和π-π相互作用产生的吸附力。此外，由于膜的亲水性特点，它减少了与溶质的相互作用，进而降低了溶质吸附，显著提高了截留效率。这种制备方法不仅成本低廉，而且实施起来简便易行。

18、进一步的，制备的聚酯膜与普通膜相比明显地提高了有机微污染物的截留率：在原料液为10mg/l氧氟沙星水溶液、压力为3±0.1bar和温度为25±1℃的测试条件下，有机微污染物截留率可达96.2％。本发明不仅限于对聚酯纳滤膜的制备，而且也适用于制备其它高性能界面聚合分离膜。本发明在油相中添加聚乙烯醇在界面聚合时增大聚酯膜的交联，提高纳滤膜对有机微污染物的截留率。

技术特征：

1.一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，单宁酸水相溶液中单宁酸的质量分数为0.1％～0.5％。

3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，浸润时间为2～10min。

4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，基膜一的浸润时间为1～8min。

5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，以质量分数计，溶剂中二氯甲烷的占比为10％，正庚烷的占比为90％。

6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，均苯三甲酰氯在有机相溶液中的浓度为0.1％g/ml。

7.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，乙酰丙酮铁在有机相溶液中的浓度为(0.01％-0.06％)g/ml。

8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇聚酯膜的制备方法，其特征在于，步骤3中，聚乙烯醇的水溶液质量分数为0.001％-0.03w/v％。

9.一种通过权利要求1-8任意一项制备方法制得的聚乙烯醇聚酯膜，其特征在于，包括聚醚砜超滤膜，聚醚砜超滤膜上附着有纳滤膜；聚醚砜超滤膜中的孔洞中填充有单宁酸，纳滤膜由单宁酸，乙酰丙酮铁和均苯三甲酰氯三种单体反应形成；纳滤膜上附着有聚乙烯醇，单宁酸分子、均苯三甲酰氯以及乙酰丙酮铁均与聚乙烯醇结合。

技术总结
本发明公开了一种基于聚乙烯醇聚酯膜及其制备方法，属于纳滤膜制备技术领域。该应用将聚酯膜用于脱除有机微污染物，聚酯膜制备过程中，利用聚乙烯醇作为表面改性剂制备有机微污染物脱除聚酯膜的方法。本发明将聚乙烯醇加入水溶液中，通过与未反应完全的乙酰丙酮铁的配位反应增加交联度进而调控聚酯膜的微纳孔隙，从而提高纳滤膜对有机微污染物的脱除率。聚乙烯醇与聚酯膜紧密结合，形成无空洞的均匀分散层，不仅维持了聚酯膜的致密网络结构，还显著提升了纳滤膜的分离性能。

技术研发人员：时孟琪,龙亚娇,王甜,张浩楠,甘演琪,俞瑞,李佳和
受保护的技术使用者：西北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23