本发明属于分离领域，具体涉及一种表面改性的分离膜及其制备方法和应用。
背景技术：
1、水资源短缺、水环境污染严重是全球面临的两个重大的环境问题。传统的水处理方法已经不足以满足需求，因此需要更高效的水处理方法。膜分离技术因操作简单、效率高、能耗低等优点而受到广泛关注。
2、膜分离技术的原理是以膜两侧的压力差为推动力,利用膜孔的物理筛分及渗透等原理,将不同组分分离的过程，主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等技术。当前已用于工业化生产的高分子膜材料(如聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈﹑醋酸纤维素、聚氯乙烯等)具有较好的化学稳定性和热稳定性。
3、虽然分离膜在水处理领域得到广泛的应用，但其在实际应用过程中仍存在有关膜污染的问题。在膜过滤过程中，水中的污染物吸附或沉积在膜表面或膜孔道中，使得膜孔径变小或堵塞膜孔，导致膜通量和膜分离性能下降。膜污染减少了膜的有效使用寿命，最终导致膜分离技术的成本增加。膜的抗污染性能受到亲水性的影响，因此可以通过引入亲水性基团来提高膜的亲水性。
4、近年来开发了不同的技术对分离膜进行改性，以提高其亲水性。主要技术有本体改性、共混改性和表面改性。
5、本体改性是一种很直接的方法，在成膜之前将改性物质直接与分离膜材料反应，通过化学反应将亲水性基团或分子链段引入分离膜材料的分子链上，从而实现亲水性改性。常用的亲水性基团有酸酐、氨基、含氧基团等。但是利用本体改性的方法对高分子膜材料进行改性，材料的固有的成膜性能会受到影响。
6、共混改性是最常用的传统改性方法，是指将原始聚合物与具有理想性能的其他聚合物混合。聚合物的混合可以提高材料特性。聚合物结构的不同基团之间存在着特定的相互作用，可以提高聚合物之间的相容性。共混膜制备方法简单,不需要苛刻的制备条件。虽然共混改性方法简单，但仍存在一些问题，例如聚合物与亲水性组分的相容性较差，亲水性组分在膜中的稳定性不能保证，长期运行下容易洗脱，从而使膜失去亲水性能。此外，只对共混所用的添加剂进行改性，其添加量具有局限性，引入的亲水性基团较少，无法充分提高膜表面的亲水性和抗污染性。
7、表面改性是通过旋涂、浸没或沉积等物理方法将亲水性物质附着在膜表面，形成一层亲水性涂层，从而提升膜的亲水性和抗污染性能。涂层与膜之间的相互作用力主要是物理吸附、氢键、交联等。但是该方法得到的表面涂覆层的稳定性较差，在膜分离过程中容易脱落，很难长期保持膜表面的润湿性。除了涂层稳定性，涂覆法还可能会堵塞膜孔导致水通量和分离性能的降低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种表面改性的分离膜及其制备方法和应用。
2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种表面改性的分离膜，包括基膜以及设置在所述的基膜表面的小分子亲水性基团；所述的基膜表面含有-cl基团。
4、所述的亲水性基团为羧基、羟基、磺酸基团、或者磷酸基团中的一种或者混合。
5、优选的，所述的基膜为聚氯乙烯分离膜。
6、本发明还包括一种所述的表面改性的分离膜的制备方法，包括下述步骤：将小分子两性化合物的水溶液调至碱性，使基膜与小分子两性化合物的碱性水溶液反应，一步法共价接枝在基膜表面。
7、所述的小分子两性化合物为牛磺酸、氨基磺酸、葡甲胺、d-酪氨酸、谷氨酸、丝氨酸、l-脯氨酸、胞苷-5'磷酸的一种或两种以上的混合物。
8、所述的小分子两性化合物的浓度为0.3wt％-6wt％。优选1wt％-5wt％，更优选为2％。
9、所述的小分子两性化合物的水溶液调至碱性的具体方法为：用氢氧化钠调至碱性，ph范围为8-13；优选为12。
10、一步法共价接枝的反应条件为：反应时间为2-12小时，反应温度为20-100℃；优选20-70℃。
11、所述的聚氯乙烯分离膜为中空纤维膜、平板膜、或者管式膜。
12、本发明还包括一种所述的表面改性的分离膜的应用，应用于微滤、超滤、纳滤领域。
13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14、本申请的技术方案采用利用基膜表面的-c l基团，将小分子亲水性基团接枝在基膜表面，表面接枝可以有效减小改性膜的水接触角，提高其亲水性，从而使得抗污染性能提高，且利用化学键在膜表面或内部建立接枝聚合物链，既保留了聚合物基材原有的机械性能，又提高了改性物质在膜表面的稳定性。同时避免了常规接枝大分子导致的堵塞膜孔的现象，通量不会大幅下降。
15、作为其中的优选形式，本发明采用的高分子膜材料是低成本的聚氯乙烯膜材料，利用聚氯乙烯本体自有的c-cl键，一步法在膜表面引入亲水性基团，如羧基、羟基、磺酸基团、磷酸基团等。制备的改性分离膜表面亲水性增强、水通量升高，且膜表面改性条件温和、操作简单、易于调控，更好地提高了聚氯乙烯分离膜表面的亲水性。
1.一种表面改性的分离膜，其特征在于，包括基膜以及设置在所述的基膜表面的小分子亲水性基团，所述的基膜表面含有-cl基团。
2.根据权利要求1所述的表面改性的分离膜，其特征在于，所述的亲水性基团为羧基、羟基、磺酸基团、或者磷酸基团中的一种或者混合。
3.根据权利要求1所述的表面改性的分离膜，其特征在于，所述的基膜为聚氯乙烯分离膜。
4.一种权利要求1-3任一项所述的表面改性的分离膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将小分子两性化合物的水溶液调至碱性，使基膜与小分子两性化合物的碱性水溶液反应，一步法共价接枝在基膜表面。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的小分子两性化合物为牛磺酸、氨基磺酸、葡甲胺、d-酪氨酸、谷氨酸、丝氨酸、l-脯氨酸、胞苷-5'磷酸的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的小分子两性化合物的浓度为0.3wt％-6wt％。优选1wt％-5wt％,更优选为2％。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的小分子两性化合物的水溶液调至碱性的具体方法为：用氢氧化钠调至碱性，ph范围为8-13。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，一步法共价接枝的反应条件为：反应时间为2-12小时，反应温度为20-100℃；优选20-70℃。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的聚氯乙烯分离膜为中空纤维膜、平板膜、或者管式膜。
10.一种权利要求1-3任一项所述的表面改性的分离膜的应用，其特征在于，应用于微滤、超滤、纳滤领域。
