[發(fā)明專利]一種非對稱的含氯聚合物基荷電型中空纖維過濾膜及其制備方法

在審

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• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN105363350A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱寶庫;趙斌;崔月;肖玲;王納川;王俊;陳良剛;陳清
• 申請（專利權(quán)）人: 海南立昇凈水科技實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): B01D69/10
• 分類號(hào): B01D69/10;B01D69/08;B01D71/82;B01D67/00;B01D69/02
• 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有非對稱的含氯聚合物基荷電型中空纖維過濾膜及其制備方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種新興的分離技術(shù)，以外加能量或者化學(xué)位差為驅(qū)動(dòng)力，分離膜材料可以實(shí)現(xiàn)對雙組分或者多組分液體或者氣體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純或者富集的功能，相較傳統(tǒng)工藝具有無可比擬的優(yōu)勢。膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，主要有污水凈化、凈水純化、海水淡化等。根據(jù)孔徑的不同，水處理過濾膜可以分為超濾膜，納濾膜，反滲透膜等，以對應(yīng)不同的截留精度，其中，納濾的截留分子量在200～2000之間，膜孔徑約為1nm，可在低壓下運(yùn)行，設(shè)備要求低，在食品工業(yè)、廢水處理、石油開采、制藥等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法是制備超、微濾膜的常用制膜方法，采用與制膜溶劑互溶但是不能溶解膜基體材料的溶劑為凝固浴（一般選用水為凝固浴），通過溶劑與非溶劑的交換實(shí)現(xiàn)膜的固化，是規(guī)模化生產(chǎn)超、微濾膜的最常用手段。采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備超、微濾膜時(shí)，通常要在制膜液中加入水溶性小分子添加劑，在相轉(zhuǎn)化過程中，水溶性小分子添加劑迅速向水凝固浴遷移，最后溶解在水中，在膜表面形成微孔，膜的孔徑太大無法直接用于納濾過程。單純用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備的過濾膜由于其組成和結(jié)構(gòu)變化受限，制約了膜性能的改良和差異化，目前比較有效的改善方式是在高分子基膜表面進(jìn)行涂層或者修飾改性，以實(shí)現(xiàn)膜的高性能和多功能化，常用的方法有表面涂覆、表面改性、界面聚合、界面交聯(lián)等。

界面聚合是先在支撐膜表面涂覆一層多元胺的水溶液，然后再涂覆一層多元酰氯的有機(jī)物溶液，利用多元胺與多元酰氯的反應(yīng)制備聚酰胺功能層，所述多元酰氯可以是均苯三甲酰氯、間苯二甲酰氯、對苯二甲酰氯等。界面聚合制備的納濾膜功能層與支撐層之間只靠物理吸附作用，沒有強(qiáng)作用力，結(jié)合不穩(wěn)定；界面聚合法構(gòu)造的納濾功能層較厚，會(huì)降低納濾膜的通量。中國專利102836644A公開了一種浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化/界面交聯(lián)同步制備中空纖維復(fù)合納濾膜的方法。該方法將交聯(lián)預(yù)聚物置于芯液內(nèi)，使中空纖維復(fù)合納濾膜基膜成型與界面交聯(lián)同步完成，簡化了制備工藝，但是界面交聯(lián)層與基膜的作用仍然只是物理吸附力，強(qiáng)度有待增強(qiáng)。

表面改性是采用一定的化學(xué)手段（酸堿腐蝕、紫外等離子體輻照等）對多孔膜表面進(jìn)行處理以達(dá)到縮孔效果的方法。這種方法能耗高，對底膜要求高，應(yīng)用范圍小，不適于工業(yè)化生產(chǎn)；容易導(dǎo)致底膜缺陷，影響截留效果。中國專利CN101844041A公開了一種以聚丙烯腈（PAN）超濾膜為基膜的中空纖維納濾膜及其制備方法。該方法通過簡單的堿洗，酸洗使基膜表面活化，然后再用胺處理來構(gòu)造功能層，但是這種方法容易導(dǎo)致基膜表面的缺陷增加，且對底膜有特殊要求，沒有普適性。

綜上所述，目前納濾膜的制備方法雖然多種多樣，但仍存在一些現(xiàn)有手段不可避免的問題：表面涂覆、界面聚合、界面交聯(lián)等方法制備的膜功能層和基膜之間的作用僅限于物理吸附，結(jié)合力較弱；表面改性需要對基膜表面進(jìn)行活化處理，或多或少會(huì)破壞基膜的表面結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生缺陷。這些因素都不利于膜長期連續(xù)運(yùn)行，對膜的清洗也造成了巨大障礙；制備工藝要求較高，需要經(jīng)過多道工序，生產(chǎn)周期較長；制膜原料也相對昂貴，制約了高性能超納濾膜的進(jìn)一步普及。因此探索適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的新型納濾膜制備方法至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的問題是提供了一種非對稱的含氯聚合物基荷電型中空纖維過濾膜及其制備方法。本發(fā)明所述的過濾膜可以是納濾膜、超濾膜。不同于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的非對稱的含氯聚合物基荷電型中空纖維納濾膜在保證納濾膜高性能的同時(shí)，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的一些問題：