[發(fā)明專利]親水性低截留分子量復(fù)合超濾膜制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710037396.7
• 申請(qǐng)日: 2007-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101053779A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施利毅;劉達(dá);方建慧;曹志源;沈霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D69/12
• 分類號(hào): B01D69/12;B01D71/68;B01D71/82
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合超濾膜的制備技術(shù)，特別是一種親水性低截留分子量復(fù)合超濾膜的制備方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是指用人工合成或天然的高分子薄膜，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)雙組分或多組分的溶質(zhì)或溶劑進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法。它適用于分離那些難以分離、濃度低且分子結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)。膜分離技術(shù)發(fā)展至今已有兩百多年的歷史，直到本世紀(jì)60年代中期，膜分離技術(shù)才應(yīng)用在工業(yè)上。膜分離過(guò)程主要有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)。作為一種新型的分離技術(shù)，膜技術(shù)具有節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)，因此在海水及苦咸水淡化、污水和廢水的處理及回收、超純水制備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并顯示出廣闊的發(fā)展前景。

超濾膜(Ultrafiltration?membrane)是以壓力為推動(dòng)力，利用超濾膜不同孔徑對(duì)液體進(jìn)行分離的物理篩分過(guò)程，可以用常規(guī)的過(guò)濾過(guò)程來(lái)描述其分離機(jī)理，其截留分子量一般為6000到50萬(wàn)，孔徑為100nm。超濾不但可截留懸浮固體和大的細(xì)菌，還可截留大分子、膠體和小細(xì)菌。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，超濾很快從實(shí)驗(yàn)規(guī)模發(fā)展成為重要的工業(yè)單元操作技術(shù)，已廣泛用于食品、醫(yī)藥、工業(yè)廢水處理、高純水制備及生物技術(shù)工業(yè)。以超濾作為反滲透的預(yù)處理可構(gòu)成UF/RO集成技術(shù)，在海水及苦咸水淡化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

超濾膜有多種制備方法，由于材料性質(zhì)和制膜工藝條件的不同，最終所制得超濾膜的結(jié)構(gòu)和性能會(huì)有很大的差異。目前，國(guó)內(nèi)外所采用的超濾膜制備方法主要有燒結(jié)法、拉伸法、徑跡蝕刻法和相轉(zhuǎn)化法等。其中，相轉(zhuǎn)化法是一種應(yīng)用較為廣泛的制膜方法，其工藝簡(jiǎn)單、操作方便、用途廣泛，可用來(lái)制備各種形態(tài)不對(duì)稱結(jié)構(gòu)超濾膜。目前大多數(shù)的工業(yè)用超濾膜都是用相轉(zhuǎn)化法制備的。如專利CN1415407提出了一種相轉(zhuǎn)化法制備高通量聚氯乙烯中空纖維超濾膜的方法，將聚氯乙烯、溶劑和添加劑攪拌混合后得鑄膜液，浸入以蒸餾水中成膜，所制得的聚氯乙烯中空纖維超濾膜性能優(yōu)異；專利CN1365849公開(kāi)了一種用相轉(zhuǎn)化法制備低分離極限親水性共混超濾膜的方法；專利CN1087287提供了一種使用相轉(zhuǎn)化法制備荷電型小孔磺化聚芳醚砜超濾膜的方法等等。相轉(zhuǎn)化法作為一種應(yīng)用最廣泛的超濾膜制備方法，仍存在種種不足，如所制膜的功能單一，親水性普遍不好，難以有效控制膜的分離層結(jié)構(gòu)，制備荷電超濾膜效果不理想等等。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單，成本低的親水性低截留分子量復(fù)合超濾膜的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明方法結(jié)合了相轉(zhuǎn)化法和層層靜電自組裝技術(shù)(Layer?byLayer)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)制備復(fù)合超濾膜，該方法主要包括使用相轉(zhuǎn)化法首先制備超濾膜基膜，然后利用層層靜電自組裝技術(shù)在基膜表面交替沉積形成聚電解質(zhì)多層膜復(fù)合表層，以制備親水性、低截留分子量、表面荷電且電性可控、表層結(jié)構(gòu)可控的復(fù)合超濾膜。

根據(jù)上述機(jī)理，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種親水性低截留分子量復(fù)合超濾膜的制備方法，其特征在于該方法具有如下步驟：

a.配制鑄膜液：以1-甲基-2-吡咯烷酮為溶劑，其中各組分及其質(zhì)量百分比濃度為：聚砜或聚醚砜10％～22％、聚乙烯吡咯烷酮1％～10％、丙酮0％～1.5％；充分?jǐn)嚢枋垢鹘M分完全溶解，而后密封靜置24小時(shí)，以使鑄膜液完全脫泡；

b.將上述配制好的鑄膜液均勻平鋪在支撐材料聚酯無(wú)紡布上，至膜層厚度達(dá)到0.1mm～0.2mm，靜置10～40秒以蒸發(fā)其表面的部分溶質(zhì)，而后迅速浸入凝結(jié)浴中成膜，即得到超濾膜基膜；所述的凝結(jié)浴為含有質(zhì)量百分比濃度為0％～6％的NaCl的去離子水；制備過(guò)程中環(huán)境濕度控制在50％～70％；

c.將步驟b中制備的超濾膜基膜用去離子水清洗干凈之后，將其置于去離子水中浸泡5～10小時(shí)，中間每隔2小時(shí)換水一次；

d.將步驟c中的所得的超濾膜基膜浸入濃度為0.0～0.10mol/L的聚苯乙烯磺酸鈉溶液中10～30min，其中NaCl的濃度為0.0mol/L～2.5mol/L；使用純水洗滌并在其中浸泡10～30min，使超濾膜基膜表面形成帶負(fù)電的膜層；

e.將步驟d所得表面帶有負(fù)電層的超濾膜基膜浸入濃度為0.05～0.10mol/L的聚陽(yáng)離子溶液中10～30min；使用純水洗滌并在其中浸泡10～30min；

f.將步驟a得到的超濾膜基膜浸入濃度為0.05～0.10mol/L的聚陰離子溶液中10～30min；使用純水洗滌并在其中浸泡10～30min；