[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)高通量超濾膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210501566.3
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102941027A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設計）人: 周亞強;吉利國;陳立林;丁波
• 申請（專利權）人: 艾特克控股集團有限公司;中國萬寶工程公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D67/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種超濾膜材料的生產(chǎn)方法，具體涉及一種基于聚醚砜的高通量超濾膜的生產(chǎn)方法。

背景技術

在國外，超濾膜主要應用于飲用水處理，我國則主要用于工業(yè)領域的廢水回用，作為反滲透的預處理。目前超濾技術發(fā)展很快，膜品種越來越多，較大規(guī)模的工業(yè)應用逐日增加。在國內(nèi)水工業(yè)市場，超濾技術已在電力、鋼鐵、化工等工業(yè)廢水處理領域得到較多應用。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，大規(guī)模廢水處理工程將越來越多，為超濾膜技術開辟了廣闊的市場空間。同時，隨著國家和地方飲用水標準的修訂以及新規(guī)范的出臺，超濾技術勢必被越來越多的自來水廠所采用。根據(jù)水利部《21世紀中國水供求》分析，2010年后我國將開始進入嚴重的缺水期，而水質污染也逐漸成為我國城市安全供水的最大障礙。城市生活污水處理和中水回用將成為解決未來城市水資源危機的有效途徑之一。因此超濾膜在未來市政污水處理市場也將會具有廣闊的市場空間。

人們?yōu)樘岣叱瑸V膜在應用中的通量，在膜材料的研究和制備方面做了大量的工作。聚丙烯腈(PAN)是用來制備超濾膜的材料之一，現(xiàn)有聚丙烯腈超濾膜的通水量能達到200L/m²·h左右，但是聚丙烯腈本身具有強度不高，耐磨性和抗疲勞性差的缺點，因此在很多情況下使用壽命，需要經(jīng)常性地維護、更換，而且使用環(huán)境的酸堿性要求較高。基于聚醚砜制成的超濾膜則具有耐酸堿性強，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高，耐磨性和抗疲勞性強，使用壽命長等優(yōu)點，但是目前聚醚砜超濾膜的通水量一般只能達到100L/m²·h左右，使得該類超濾膜的效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種基于聚醚砜的高通量超濾膜的生產(chǎn)方法。

本發(fā)明所述的高通量超濾膜的生產(chǎn)方法，包括濕態(tài)聚醚砜超濾膜的制備、納米二氧化錳的前處理分散、化學強制起孔、成膜等步驟。

一種高通量超濾膜的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

(1)濕態(tài)聚醚砜超濾膜的制備，將聚醚砜溶解到有機溶劑中，然后將致孔劑加入聚醚砜溶液中，有機溶劑與聚醚砜的質量比為(2-4)∶1，致孔劑與聚醚砜質量比為(1-5)∶10，于22-50℃下攪拌6-13min形成鑄膜液，過濾除去未溶解的雜質，然后超聲振蕩脫去溶液中氣泡，將鑄膜液勻速涂在潔凈、干燥的制膜板上，于空氣中放置10-15s，以揮發(fā)部分溶劑，然后將制膜板置于水凝結浴中并浸泡10-20min形成濕態(tài)聚醚砜超濾膜；

(2)納米二氧化錳的前處理分散，將顆粒尺度為20-60nm的納米二氧化錳粉體按(1-2)∶1的比例與羧甲基纖維素混合后加入二次蒸餾水中，在室溫下超聲處理10-20min形成納米二氧化錳膠體分散液；

(3)化學強制起孔，將步驟(1)中獲得的濕態(tài)聚醚砜超濾膜從凝結浴中取出，置于步驟(2)中制成的納米二氧化錳分散液中2-3h，隨后將所述超濾膜取出后浸入過氧化氫溶液，過氧化氫濃度控制在1.5-2.5％wt的范圍內(nèi)，施加超聲振蕩5-10min，靜置1-2小時，直至整個反應體系中再無氣泡冒出；

(4)成膜，將經(jīng)步驟(3)處理的濕態(tài)聚醚砜超濾膜取出，置于制膜板上用刮板或是滾輪傾軋，以使超濾膜的表面平整，再將其置于5％wt的鹽酸溶液中浸泡1-2h，然后用40-50℃的溫水反復清洗數(shù)次，最后再在乙醇溶液中浸泡0.5-1h，最后在45-55℃的溫度下烘干。

其中，步驟(1)中所述的有機溶劑為二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲亞砜中的一種或組合。

其中，步驟(1)中所述的聚醚砜的分子量為3萬-10萬道爾頓。

其中，步驟(1)中所述的致孔劑為哌嗪或氯化鋰的一種。

其中，步驟(1)中所制得的濕態(tài)聚醚砜超濾膜厚度不超過0.2mm。

優(yōu)選地，步驟(3)中過氧化氫的濃度為2％，施加超聲振蕩的強度為0.1-0.15w/cm²。

優(yōu)選地，步驟(1)中致孔劑與聚醚砜的質量比為3∶10。