[發明專利]一種超低壓荷電納濾膜的動態制備方法

有效

• 申請號: 201310041057.1
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103071395A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陳亦力;孟莎莎;李鎖定;文劍平;吳強
• 申請（專利權）人: 北京碧水源膜科技有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D71/78;B01D67/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及水處理產品領域，具體的說，本發明涉及一種超低壓荷電納濾膜的動態制備方法。

背景技術

納濾是介于反滲透和超濾之間的一種新型膜分離技術，早期被稱為“低壓反滲透”或“疏松反滲透”。納濾膜的截留分子量在200-2000之間，能有效截留有機小分子和二價或多價離子。與反滲透相比，納濾膜在較低操作壓力下就可具有較高的水通量，所以，納濾廣泛應用于飲用水處理、有機小分子的分級濃縮、有機物的除鹽凈化和濃縮等領域，尤其是飲用水領域，利用納濾膜進行水的軟化、去除色度和高分子量的有機物、去除重金屬離子等。

當前，商品化的納濾膜主要是采用界面聚合的方法，制備的活性分離層主要是芳香族聚酰胺，操作壓力較高，在0.6-1.5MPa之間，且表層與基膜之間的結合主要是物理吸附作用，長期運行，膜性能下降。紫外接枝法可將荷電單體通過化學共價鍵固定在基膜表面，增強納濾膜的穩定性；同時，紫外線穿透力弱，分離功能層較薄，制得的納濾復合膜操作壓力較低，水通量較高。

平鄭驊等（中國專利：CN1586702，CN1803265）通過紫外輻照將一種或幾種單體接枝到超濾膜上，制備出通量較高的納濾膜，但是未涉及到動態制備。

魏俊富等（中國專利CN102000511A）采用紫外輻照接枝法制備出中空纖維納濾膜，但是不能保證中空纖維膜外表面輻照的均勻性，故實用性不強。

曹緒芝等（中國專利：CN101934204A，CN101934205A）采用紫外輻照分步接枝法制備出兩性荷電納濾膜，納濾膜通量低（0.4MPa下，3～10LMH）。在中國專利CN102247771A中曹緒芝等將超濾膜先后在兩種單體中輻照，制備出荷負電納濾膜。分步輻照法工藝復雜，單體種類多，消耗大。

針對現有技術存在的缺陷，提出本發明。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種工藝簡單、成本低、適合工業化生產的納濾膜的制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種超低壓荷電納濾膜的動態制備方法，以光敏性聚合物材料制作的超濾膜為基膜，在運動狀態下進行紫外輻照接枝，引入一種或一種以上的極性單體，制得表面荷電的超低壓納濾膜。

所述的在運動狀態下進行紫外輻照接枝具體為基膜固定不動，紫外輻照光源固定在絲桿上，紫外輻照光源隨絲桿的往復運動對基膜進行動態紫外輻照接枝；或者紫外輻照光源固定，基膜在紫外輻照光源下直線運動；基膜和紫外輻照光源的相對運動速度為0.6～30m/h。

所述的光敏性聚合物材料為聚砜（PS）、聚醚砜（PES）、聚醚酮（PEK）、含酚酞基的聚醚砜（PES-C）、含酚酞基的聚醚酮（PEK-C）的一種或上述聚合物的共混或共聚物。基膜的材料選取光敏性聚合物，使輻照過程無需添加光引發劑。

所述極性單體為荷正電單體，為含叔胺基烯類或者烯類銨鹽。

所述的荷正電單體為二甲基二烯丙基氯化銨、2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲氨基丙基甲基丙酰胺中的一種。

所述極性單體為荷負電單體，為含磺酸基或羧基的烯類單體。

所述荷負電單體為苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸、甲基丙烯酸。

使用時，極性單體需稀釋，溶劑為水或者醇類，單體溶液的濃度為1%-70%質量比，其中醇類為甲醇、乙醇或異丙醇。

所述的紫外輻照光源是一種高壓汞燈，功率在100W～4000W之間選擇，主波峰為365nm；紫外輻照光源的光強為4mW/cm²～50mW/cm²，輻照時間為1～30分鐘。

作為基膜的超濾膜的截留分子量為1萬～10萬。

本發明的有益效果具體如下：本發明的輻照接枝反應在常溫下即可進行，無需進行氮氣保護；工藝簡單，成本低，適合工業化大規模生產；制得的荷電納濾膜在超低壓（0.3Mpa下）仍具有較大的通量。

具體實施方式

本發明所制備的納濾膜的分離性能是在4cm*7cm的不銹鋼滲透池中測定的。測試條件為室溫，壓力0.3MPa。膜的分離性能用純水通量和脫鹽率（250ppm的NaCl、MgCl₂、Na₂SO₄溶液）來表征。

實施例1：

本實例中所用超濾膜是聚砜樹脂采用相轉化法制備而成，截留分子量為7萬。