[發(fā)明專利]一種超親水梯度孔中空纖維膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410081610.9
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103816818A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃小軍;王禮偉;張?zhí)m蘭;高巧靈
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D71/68;B01D71/30;B01D71/42;B01D71/80;B01D69/08;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種超親水梯度孔中空纖維膜，其特征在于，所述中空纖維膜及梯度孔的表面含有兩親性嵌段聚醚改性有機硅材料，所述梯度孔為孔徑沿所述中空纖維膜徑向截面從外表層到內(nèi)表層梯度增大的微納珠狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的超親水梯度孔中空纖維膜，其特征在于，所述的超親水梯度孔中空纖維膜的超低壓或零過膜壓通量為3000?mL/min·m²以上，過濾自來水5000?L后水通量保留率為50%以上。

3.如權(quán)利要求1所述的一種超親水梯度孔中空纖維膜，其特征在于，所述中空纖維膜外表層的孔徑為0.01～2.0?μm，內(nèi)表層與外表層的孔徑之比為10:1～200:1，孔隙率為40~80%。

4.如權(quán)利要求1所述的一種超親水梯度孔中空纖維膜，其特征在于：所述的兩親性嵌段聚醚改性有機硅為Si-C鍵的連接型，結(jié)構(gòu)式如下所示：

R₁：CH₃或???

R₂：???

式中，n、m、p為大于1的整數(shù)。

5.如權(quán)利要求4所述的一種超親水梯度孔中空纖維膜，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式中n為500～10000的任意一個整數(shù)，?m和p選自600、900、2000中的任意一個整數(shù)。

6.權(quán)利要求1所述的超親水梯度孔中空纖維膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）鑄膜液的制備：將膜用聚合物樹脂、兩親性嵌段聚醚改性有機硅材料、致孔劑、水和有機溶劑按一定比例混合，50～80℃下進行攪拌溶解12～24h，然后脫泡12～24h即得到鑄膜液備用；其中，所述的膜用聚合物樹脂用量為12～25?wt%，兩親性嵌段聚醚改性有機硅用量為5～15?wt%，致孔劑用量為5～20?wt%，水用量為1～10?wt%，有機溶劑用量為45～65?wt%；

（2）將步驟（1）制得的鑄膜液在500?kPa～2MPa下與芯液一同從噴絲頭擠出浸入外凝膠液中進行紡絲，控制芯液溫度和外凝膠液溫度分別為30～80℃，鑄膜液在芯液和外凝膠液作用下形成初生纖維，然后將其在純水中漂洗24～48?h，取出晾干，即制得超親水梯度孔中空纖維聚合物分離膜。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）所述的膜用聚合物樹脂選自聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯或聚丙烯腈中的任意一種。

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）所述的致孔劑為PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PEG2000、PVP-K17、PVP-K30和?PVP-K90中的任意一種或兩種的任意比例混合物。

9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所述的芯液為二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的任意兩種有機溶劑與水的混合溶液，所述的兩種有機溶劑與水的比例為10～60?wt%:10～60?wt%:20～40?wt%；外凝膠液為二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的任意兩種有機溶劑與水的混合溶液，所述的兩種有機溶劑與水的比例為10～50?wt%:10～50?wt%:?30～60?wt%。

10.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述芯液中有機溶劑的濃度始終比外凝膠液中有機溶劑的濃度高5～40?wt%，芯液溫度始終與外凝膠液溫度相差5～30℃。