[發明專利]高性能聚丙烯酸鈉基聚電解質復合物分離膜的制備方法

無效

• 申請號: 200910153256.5
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN101695635A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發明（設計）人: 安全福;趙強;錢錦文
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D71/38
• 分類號: B01D71/38;B01D69/12;B01D61/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及高分子材料制備和膜分離領域，尤其涉及一種高性能聚丙烯酸鈉聚電解質復合物分離膜的制備方法。

背景技術

膜分離由于其節能、高效、環保的特點已經稱為傳統化工分離的重要組成部分。膜材料是所有膜技術的核心，也是決定一項膜技術是否能夠取得成功的關鍵因素之一。滲透汽化技術利用料液不同組分在分離膜中不同的吸附-擴散速度達到分離效果。滲透汽化在分離近沸物、共沸物以及溫敏料液方面有獨到優勢。通量和透過液中被分離組分的含量是表征滲透汽化分離性能的兩個指標，分別代表了膜的滲透性和選擇性。近年來，開發綜合性能優良的脫水膜材料成為國內外學術界研究的熱點。

有機物脫水尤其是乙醇，異丙醇脫水是滲透汽化工業應用的典型代表。對于醇類滲透汽化脫水而言，其目的在于脫除醇中的少量水獲得高純的醇或者快速的打破醇-水共沸點。因此，獲得高的通量對于滲透汽化脫水的應用是至關重要的。然而，由于滲透汽化傳質過程是基于溶解-擴散機理進行，高的通量往往導致膜更大的溶漲度，從而導致分離因子的降低和膜分離性能隨操作時間的蛻化。為了解決這一問題，化學交聯，無機-有機雜化，表面改性等方法被用于制備可以限制溶漲度的滲透汽化膜。然而，這些方法在限制膜在進料液中溶漲度的同時往往導致膜通量的下降。聚電解質(天然或合成)是一類含有可離解結構單元的親水或水溶性高分子材料，其種類繁多且廣泛用于有機物脫水。由于單一的聚電解質水溶性好，膜的穩定性差；通過交聯反應在一定程度上提高了膜的穩定性，但膜滲透性能降低。據國內外文獻報道，用于有機物脫水的正-負聚電解質膜的制備方法有三種：(1)自組裝方法，即相反電荷的兩種聚電解質通過層層自組裝(LbL)法制備的層層自組裝膜；(2)共混法，即在酸性條件下，通過溶液共混法制備兩種弱聚電解質的共混膜；(3)兩次層層涂刮法，其制備工藝是，先在支撐底膜上刮上一種聚電解質鑄膜液，待其微干后在其表面刮涂上第二種帶相反電荷的聚電解質鑄膜液，或將其浸入第二種聚電解質溶液中。在雙層復合物膜的界面處，由正、負離子的靜電作用，形成了離子交聯結構，從而提高了雙層復合物膜的分離性能，也改善其機械力學性能。聚電解質絡合物通過大分子陰離子和陽離子庫侖力作用產生了一定的物理交聯，不易發生小分子反離子流失現象，因此分離性能穩定。

聚丙烯酸鈉是一種常用的滲透汽化脫水膜材料，它具有來源豐富，價格低廉，親水性好的優點。未交聯的聚丙烯酸鈉通量較大，但是力學性能差，性能不穩定。傳統化學或者高價無機離子交聯的方法可以提高聚丙烯酸鈉的力學性能和滲透汽化性能的穩定性，但是卻大大降低了其滲透通量。其原因在于此種交聯的方法使得聚丙烯酸鈉親水羧酸根數目有效數目減少。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種高性能聚丙烯酸鈉聚電解質復合物分離膜的制備方法。

高性能聚丙烯酸鈉聚電解質復合物分離膜的制備方法包括如下步驟：