[發(fā)明專利]一種摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102974236A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李軼;吳悅;王晴;王玉明;王大偉;胡磊
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D67/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌;唐循文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復合平板聚砜膜及其制備方法，特別是涉及一種摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜及其制備方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)由于其分離過程簡單、分離速度快、分離精度高、節(jié)省能源、使用壽命長、操作方便、應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊等特點，近年來發(fā)展十分迅速。雙酚A型聚砜力學性能優(yōu)異，剛性大，耐磨，高強度，即使在高溫下也能保持優(yōu)良的力學性能，熱穩(wěn)定性高，耐水解，尺寸穩(wěn)定性好，成型收縮率小，無毒，耐輻射，化學穩(wěn)定性好。聚砜膜秉承了聚砜本身的特點，不僅具有優(yōu)良的滲透性，而且有優(yōu)良的耐溫性、耐溶劑性和高的機械強度，因此，在超濾、微濾、反滲透、固定化載體等方面得到了廣泛應(yīng)用。但同時也帶來了新的問題，其中膜污染就是一個突出的問題。膜污染嚴重，致使透水率降低，因此，必須采取一定措施來減小膜的污染程度，其中關(guān)鍵是膜材料的選擇和改性。通過選擇一些合適的有機或無機材料進行共混，制備復合聚砜膜，使膜的性能進一步改善并表現(xiàn)出一些新的性能，有利于水中難降解污染物的去除。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問題：本發(fā)明以納米氧化鋅、活性炭顆粒、聚砜和1-甲基-2-吡咯烷酮共混，采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法，制造摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜。

技術(shù)方案：一種摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜，所述的膜內(nèi)部為指狀孔結(jié)構(gòu)，膜厚為200~250μm，膜的表層及孔的內(nèi)部均分布著活性炭顆粒和納米氧化鋅顆粒。

所述摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜，其制備方法含有以下步驟：

（1）以質(zhì)量百分比(0.5~1):5:20:100取納米氧化鋅、活性炭、聚砜、1-甲基-2-吡咯烷酮，配制鑄膜液：取100份1-甲基-2-吡咯烷酮置于容器中，加入0.5~1份納米氧化鋅，經(jīng)超聲震蕩分散并攪拌均勻，再加入5份活性炭，經(jīng)超聲震蕩分散并攪拌均勻，最后加入20份聚砜顆粒，于50~70℃攪拌器攪拌8h直至聚砜完全溶解，將溶解好的溶液恒溫靜置于水中，脫泡1-2天，得到鑄膜液；

（2）將裝有鑄膜液的容器貼近玻璃板，使鑄膜液緩慢流到玻璃板一端，呈一字排開，然后用刮膜刀將排開的液體緩慢推至玻璃板另一端，得到厚度為200~250μm的平板膜中間體；

（3）將推好的平板膜在空氣中靜置15~20s，隨后浸入15~25℃恒溫凝固浴，凝固浴為去離子水，20min后，將該平板膜從凝固浴中取出，浸入去離子水中，浸泡3天后取出，在室溫下晾干，即得到一種摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜。

所述聚砜為雙酚A與4，4-二氯二苯聚砜縮聚而成的雙酚A型聚砜，分子量100000~116500，型號為蘇威聚砜P-1700；所述活性碳顆粒平均粒徑小于25μm；所述納米氧化鋅顆粒粒徑為20~30nm。

有益效果：

（1）本發(fā)明采用納米氧化鋅、活性炭與聚砜共混方法，采用了合理的溶劑與添加物的質(zhì)量比，制備得到的復合平板聚砜膜，提高了膜的親水性和水通量。

（2）活性炭顆粒的加入，使膜結(jié)構(gòu)更疏松，孔徑變大，提高了膜的吸附能力，并且能提高有機物傳質(zhì)的速率。

（3）納米氧化鋅的加入，在活性炭的基礎(chǔ)上繼續(xù)提高了膜的吸附能力、親水性能和抗污染能力，并且納米氧化鋅還可在紫外光照射下光催化降解水體中難降解污染物。

（4）采用了通用高分子材料聚砜，活性炭顆粒采用廉價的椰殼粉末活性炭，納米氧化鋅屬于價格便宜的納米顆粒，使制備成本大大降低。

（5）該制膜方法簡單易行，膜的性能得到大大改善，實際應(yīng)用性強。

附圖說明

圖1為摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜表面的掃描電子顯微鏡圖；

圖2為摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜斷面的掃描電子顯微鏡圖；

圖3為摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜的EDS表征圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。

實施例1

（1）本發(fā)明一種摻雜活性炭和納米氧化鋅的復合平板聚砜膜的制備方法：

第一步，將活性炭和納米氧化鋅分別用去離子水清洗，超聲40min后離心，將聚砜用去離子水清洗，超聲40min，然后分別將活性炭、納米氧化鋅、聚砜放入80℃真空干燥箱中，干燥時間為24h。