技术摘要：
本发明公开了一种结构稳定的纤维素平板纳滤膜的制备方法，其是以再生纤维素膜作为支撑层，将其浸没于多巴胺溶液中进行表面修饰，再将表面修饰的再生纤维素膜先后放入哌嗪水溶液、均苯三甲酰氯的正己烷溶液中进行反应，而在膜表面形成聚酰胺活性层。其中，通过多巴胺的  全部
背景技术：
分离膜在膜技术中扮演着非常重要的角色，其能将废水中的有机物、微生物、金属 离子等分离处理，从而达到净水的效果。其中，分离膜的膜孔受其制备工艺调控，根据膜的 孔径特征可以划分为微滤、超滤、纳滤，不同孔径过滤的物质也有所不同，基于此，也应用于 不同的领域。纳滤膜的截留分子量在200~1000Da之间，其孔径范围为1~10  nm，可有效应用 于去除重金属、降低总溶解固体及软化水质等。由于纳滤膜大多表面带有电荷，因此对水中 离子具有选择性截留，截留高价离子、渗透低价离子，保留了对人体有利的物质。界面聚合 方法已广泛用于纳滤膜的工业生产中，所制备的纳滤膜是一种复合纳滤膜。界面聚合法主 要是选择合适的水相单体（如哌嗪、聚乙烯亚胺等）和有机相单体（如1,3,5-均苯三甲酰氯 等）在支撑层上进行聚合反应生成一层薄薄的活性层。市场上较为成熟的支撑层原料主要 是有机合成高分子膜如聚醚类、聚偏氟乙烯类等，然而有机合成高分子膜在合成过程中对 环境污染较大、材料成本较高，研究者开始寻求天然、环保、经济、高效的原料代替有机合成 高分子膜。纤维素来源于广泛，具有廉价易得、再生性好等优点，将纤维素作为原料制备纤 维素膜也逐渐发展起来。再生纤维素膜良好的亲水性、透气性、抗溶剂性等优点，具有有机 合成高分子膜不可替代的优势。 现有的纤维素基纳滤膜是以再生纤维素膜为支撑层，选取一定浓度的哌嗪溶液和 1,3,5-均苯三甲酰氯在支撑层上进行界面聚合反应，形成具有选择性过滤作用的活性层复 合膜。然而，由于活性层与支撑层之间没有建立稳定的化学键，仅靠互相粘附的物理作用， 在长期使用中，支撑层与活性层互相分离，导致纳滤膜的分离性能降低，需要定期进行更换 新的分离膜，使用寿命较短。因此，需要选用经济、有效的方法对支撑层进行处理，在支撑层 与活性层之间构建稳定的化学键，从而增强两层之间的相互作用力，避免活性层轻易从支 撑层上脱落。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种结构稳定的纤维素平板纳滤膜的制备方法，其通过聚 酰胺活性层与PDA-RCM之间的强粘附性和化学键以提高纤维素纳滤膜的结构稳定性。 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 一种结构稳定的纤维素平板纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 1）将纤维素原料粉碎后溶于70~90  wt%的NMMO（N-甲基吗啉-N-氧化物）水溶液中，并加 入纤维素原料2-3  wt‰的没食子酸正丙酯，于100~120  ℃搅拌反应1~3  h，然后停止加热， 待温度降至90  ℃后关闭搅拌器，抽真空或静置脱泡2-5  h，得到4~10  wt  %的纤维素铸膜 液，将所得纤维素铸膜液倒在玻璃板上，利用涂布机刮制成膜，再迅速浸入去离子水中，脱 3 CN 111569661 A 说　明　书 2/4 页 膜，制得再生纤维素膜； 2）用Tris-HCl缓冲液（50  mM，pH=7-9）配制1~5  g/L的多巴胺溶液，然后将所得再生纤 维素膜剪成直径为5~10  cm的圆形片状，并置于所得多巴胺溶液中，恒温振荡1~5h使多巴胺 发生自聚反应，再用去离子水充分洗涤，得到表面修饰的再生纤维素膜； 3）将所得表面修饰的再生纤维素膜于0.01~0.50  wt%的哌嗪（PIP）水溶液中浸泡10~40  min，取出后用滤纸吸干表面残余液滴，再置于玻璃板上固定； 4）将固定在玻璃板上的膜材于0.01~0.50  wt%均苯三甲酰氯（TMC）的正己烷溶液中浸 泡反应1~5  min，使PIP和TMC两种单体进行界面聚合反应，在膜表面形成聚酰胺活性层； 5）反应完成后去除残余有机相溶液，将所得膜材在室温、空气中晾干1~3  h，即得所述 结构稳定的纤维素平板纳滤膜。 步骤1）所述纤维素原料为木浆、棉浆、麻浆、竹浆、稻草浆、蔗渣浆、桑皮浆或苇浆 粕中的任意一种，优选木浆、棉浆、竹浆等，更优选其中α纤维素含量≥92%、纤维素的聚合度 ≥480的原料。若采用低纤维素含量（α纤维素含量≤92%）、低聚合度（≤480）的纤维素原料， 所制备的再生纤维素膜不容易成型，力学性能较差，不利于工业化生产纳滤膜。 再生纤维素膜表面含有大量羟基，有助于较多的聚多巴胺（PDA）沉积在膜表面；而 沉积在膜表面的聚多巴胺可与哌嗪中的氨基发生迈克尔加成反应，形成牢固的化学键，从 而增大了基膜与聚酰胺活性层之间的相互作用力，使得支撑层与活性层之间紧密结合，而 使所制备的纳滤膜具有良好的稳定性。 本发明具体以下优点： 1）纤维素原料来源广泛，低廉，采用NMMO溶剂将其溶解，无污染且溶剂可回收，很大程 度上降低了生产成本。 2）再生纤维素膜保留了纤维素良好的亲水性及生物相容性，将其用作基膜有效的 解决了亲水性差的问题，为进一步制备纳滤膜提供良好的基础。 3）再生纤维素膜具有较多的羟基，易于化学改性，并赋予高亲水性，提供了较好的 水通量及抗污染效果。 4）多巴胺修饰的方式温和，不会对支撑层造成任何损害，并且提供了良好的亲水 性，及能够作为二次反应平台促进进一步的反应。 5）本发明制备的纤维素膜稳定性好，并具有良好的截留率、水通量及强度大、抗污 染、易降解等特点，可规模化商业化使用。 附图说明 图1为对RCM、PDA-RCM和NF-PDA-RCM进行表面化学成分分析的XPS图，其中（a）为宽 频XPS峰图，（b）、（c）、（d）分别为RCM、PDA-RCM和NF-PDA-RCM的C  1s峰图。 图2为竹浆纤维、RCM、PDA-RCM、NF-PDA-RCM和NF-RCM的红外光谱图。 图3为乙醇浸泡的NF-PDA-RCM（a）和NF-RCM（b）对硫酸镁溶液的分离性能对比情况 图。 图4为NF-PDA-RCM（a）和NF-RCM（b）在乙醇溶液中的稳定性对比图。 4 CN 111569661 A 说　明　书 3/4 页