一种羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法

文档序号:32698431发布日期:2022-12-27 21:47阅读:18来源:国知局

1.本发明涉及分离膜制备技术领域,尤其涉及一种羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法。


背景技术:

2.纳滤是介于超滤和反渗透之间的由压力驱动的膜分离过程,因其选择分离效率高、通量大、运行压力低等特点而被广泛应用,是目前常见膜浓缩工艺中的重要一环。
3.羧甲基纤维素是由天然纤维素经过化学改性得到的一种具有醚结构的衍生物,分子链上具有较多的羧基、羟基基团,带有负电性,具有优良的水溶性与成膜性。将改性纤维素引入到纳滤膜中,可以利用其良好的亲水性和荷电性,使得膜表现出更好的分离效果,更好地满足实际应用的需要。
4.表面活性剂由于自身独特的亲疏水基团结构,加入少量便能使溶液体系的界面状态发生明显变化。将其引入改性纳滤膜制备中,可在界面聚合反应过程中发挥着重要的作用。通过加入表面活性剂,可以加速或抑制单体的扩散速率,进而改变纳滤膜的分离性能。


技术实现要素:

5.有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,包括以下步骤:
6.(1)超滤膜预处理;
7.(2)将定量的三乙胺与哌嗪水溶液混合搅拌均匀后,将酸溶液逐步滴加入混合液中调节溶液ph;
8.(3)将定量纤维素、表面活性剂与水相液混合后搅拌至完全溶解,制备成水相溶液;
9.(4)将均苯三甲酰氯与正己烷溶剂混合后搅拌至完全溶解,制备成有机相溶液;
10.(5)采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中一段时间后,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,得到羧甲基纤维素纳滤膜。
11.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述超滤膜为聚醚砜膜、聚氯乙烯膜、三醋酸纤维素膜和聚偏氟乙烯超滤膜,优选的聚醚砜膜,所述聚醚砜膜的截留分子量为30-300kda。
12.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述的预处理为在室温条件下,将所选聚醚砜膜浸入去离子水中48-120h,每隔8-24h更换去离子水。
13.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述的酸溶液为磷酸二氢钾和磷酸配制成,调节后的溶液ph为9-10。
14.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述的水相溶液中纤维素为羧甲基纤维素(取代度为0.7)、羧甲基纤维素(取代度为0.9)、羧甲基纤维素(取代度为1.2)以及
羟乙基纤维素(取代度为1.5),优选的纤维素为羧甲基纤维素(取代度为1.2);所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、四丁基溴化铵、聚乙二醇辛基苯基醚以及曲拉通x-100,优选的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
15.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述的水相溶液中三乙胺的质量百分数为0.05~0.5%,哌嗪的质量百分数为0.1~0.5%,羧甲基纤维素的质量百分数为0.1~0.5%,十二烷基苯磺酸钠的质量百分数为0.05~0.5%
16.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述的有机相溶液中均苯三甲基酰氯的质量百分数为0.1~0.5%。
17.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述搅拌的速率为400-1000r
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min-1
,搅拌时间为0.5-5h;
18.本发明所述的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法,所述的界面聚合法制备膜为,将聚醚砜膜浸入水相溶液1~5min后,用橡胶辊将膜表面的水去除;浸入有机相的时间为1~5min;所述固化的温度为40℃~80℃,时间5~20min。
19.本发明提供的羧甲基纤维素纳滤膜的制备方法具体步骤如下:
20.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
21.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
22.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
23.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
24.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
25.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
26.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
27.s8、将制备的纳滤膜取出,放在去离子水中保存,备用。
28.本发明的有益效果如下:
29.(1)本发明将具有不同取代度与取代基纤维素加入水相单体,通过调控添加浓度与界面聚合条件,筛选出最佳的水相组成及配比,制备了具备优良性能的纤维素纳滤膜。
30.本发明在制备纤维素纳滤膜的基础上引入了表面活性剂,由于表面活性剂自身独特的亲疏水基团结构,将其引入改性纳滤膜制备中,可在界面聚合反应过程中发挥着重要的作用,改变纳滤膜的分离性能。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
32.实施例1
33.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
34.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
35.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
36.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
37.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
38.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
39.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
40.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
41.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为17.80l
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,硫酸钠的截留率高达99.08%。
42.实施例2
43.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
44.s1、将分子当量为30kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
45.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
46.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
47.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,
哌嗪水溶液的质量为100g。
48.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
49.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
50.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
51.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为12.32l
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,硫酸钠的截留率为98.78%。
52.实施例3
53.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
54.s1、将分子当量为300kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
55.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
56.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
57.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
58.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
59.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
60.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
61.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为23.34l
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,硫酸钠的截留率为95.52%。
62.实施例4
63.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
64.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
65.s2、称取0.10g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
66.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
67.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
68.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
69.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
70.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
71.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为7.46l
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为96.12%。
72.实施例5
73.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
74.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
75.s2、称取0.50g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
76.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
77.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
78.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
79.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
80.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
81.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为24.66l
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m-2
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为94.01%。
82.实施例6
83.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
84.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
85.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.05g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
86.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
87.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
88.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
89.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
90.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
91.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为21.20l
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m-2
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为91.65%。
92.实施例7
93.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
94.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
95.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.50g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
96.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
97.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
98.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水
溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
99.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
100.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
101.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为32.74l
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为85.62%。
102.实施例8
103.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
104.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
105.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
106.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
107.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
108.s5、将0.1g羧甲基纤维素(取代度为1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
109.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
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min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
110.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
111.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为15.48l
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bar-1
,硫酸钠的截留率为96.11%。
112.实施例9
113.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
114.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
115.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为
600r
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min-1
,搅拌的时间为1h。
116.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
117.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
118.s5、将0.6g羧甲基纤维素(取代度为1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
119.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
120.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
121.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为12.80l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
,硫酸钠的截留率为98.59%。
122.实施例10
123.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
124.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
125.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
126.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
127.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
128.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
129.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
130.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中1min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
131.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为
14.34l
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m-2
·
h-1
·
bar-1
,硫酸钠的截留率为95.98%。
132.实施例11
133.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
134.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
135.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
136.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
137.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
138.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.5g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
139.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
140.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
141.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为11.62l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
,硫酸钠的截留率为98.41%。
142.实施例12
143.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
144.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
145.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
146.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
147.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
148.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
149.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
150.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应5min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
151.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为9.75l
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m-2
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为99.21%。
152.实施例13
153.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
154.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
155.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
156.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
157.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
158.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
159.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
160.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为70℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
161.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为13.18l
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m-2
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为98.24%。
162.实施例14
163.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
164.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
165.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
166.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸
溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
167.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
168.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
169.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
170.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为5min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
171.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为19.55l
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m-2
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h-1
·
bar-1
,硫酸钠的截留率为93.82%。
172.对比例1
173.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
174.(1)将分子当量为100kda的三醋酸纤维素裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
175.(2)称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
176.(3)称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
177.(4)将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
178.(5)将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
179.(6)称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
180.(7)采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
181.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为12.67l
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m-2
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为92.74%。
182.对比例2
183.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
184.(1)将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
185.(2)称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
186.(3)称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
187.(4)将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
188.(5)将0.5g羧甲基纤维素(取代度0.7)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
189.(6)称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
190.(7)采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为5min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
191.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为4.62l
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m-2
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为85.54%。
192.对比例3
193.制备羧甲基纤维素纳滤膜,以下未注明温度的步骤均在室温下进行。
194.s1、将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
195.s2、称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
196.s3、称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
197.s4、将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在8,哌嗪水溶液的质量为100g。
198.s5、将0.5g羧甲基纤维素(取代度0.9)以及0.15g十二烷基苯磺酸钠加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
199.s6、称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
200.s7、采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为15min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
201.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为8.89l
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m-2
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h-1
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bar-1
,硫酸钠的截留率为89.47%。
202.对比例4
203.(1)将分子当量为100kda的聚醚砜膜裁剪为7cm
×
7cm。并放入去离子水中浸泡72h,每12h换一次去离子水。
204.(2)称取0.30g的哌嗪,将其与一定量去离子水混合,随后在水溶液中逐步滴入0.150g三乙胺,配制好的溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌至充分溶解,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
205.(3)称取2g的磷酸二氢钾放入烧杯中,然后加入178g去离子水,再将20g的正磷酸溶液缓缓倒入水溶液中配制成酸溶液,将配制好的酸溶液放在磁力搅拌器上进行搅拌。搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为1h。
206.(4)将搅拌好的酸性溶液逐步滴加入哌嗪水溶液中,将溶液ph控制在9~10之间,哌嗪水溶液的质量为100g。
207.(5)将0.5g羧甲基纤维素(取代度1.2)以及0.15g曲拉通x-100加入到哌嗪水溶液中,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成水相溶液。
208.(6)称取0.25g均苯三甲酰氯,加入99.85g的正己烷溶剂进行混合,放在磁力搅拌器上进行搅拌,搅拌的速率为600r
·
min-1
,搅拌的时间为3h,配置成有机相溶液。
209.(7)采用界面聚合法,将预处理后超滤膜放入水相溶液中3min,去除表面多余水相溶液后,放入有机相溶液中进行反应2min,最后将反应后的膜放进真空干燥箱中进行固化处理,其中固化处理的温度为50℃,时间为5min,最终得到羧甲基纤维素纳滤膜。
210.对制备的纳滤膜进行性能测试,性能测试方法如下:分别用纯水和2000ppm的硫酸钠水溶液,在0.2mpa压力下测试制备的纳滤膜的性能。结果显示,制备的纳滤膜的水通量为14.10l
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m-2
·
h-1
·
bar-1
,硫酸钠的截留率为90.26%。
211.当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。
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