[發明專利]一種基于天然高分子的中空纖維復合納濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201710071168.5
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106823861B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 徐志康;杜勇;郭毅;邱文澤;仲啟智;張郗;何藹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D71/42
• 分類號: B01D71/42;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/02;C02F1/44
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種基于天然高分子的中空纖維復合納濾膜及其制備方法，其中，制備方法包括：將表面帶有氨基的中空纖維支撐膜的外表面浸入含有天然高分子的水溶液A中，將含有凝固劑的水溶液B注入中空纖維支撐膜內部，擴散0.1～60min后取出，排干中空纖維支撐膜表面的溶液；將排干表面溶液的中空纖維支撐膜在交聯劑的作用下進行交聯得到基于天然高分子的中空纖維復合納濾膜。本發明的中空纖維復合納濾膜的選擇性分離層是由天然高分子化合物制備的，且制備過程中只使用水作為溶劑，具有顯著的綠色環保的特點。

技術領域

本發明涉及一種膜技術領域，尤其涉及一種基于天然高分子的中空纖維復合納濾膜及其制備方法。

背景技術

納濾是一種新型的水處理技術，其分離性能介于超濾膜和反滲透膜之間。其對于多價鹽離子和一些有機物分子(200～1000分子量)具有很高的截留率，并且可以在較低的操作壓力下具有較高的通量，從而節約了操作和維護成本。因此，納濾膜引起了工業界和科學界的廣泛關注，并已被大量應用于海水淡化、水質軟化、飲用水和廢水處理等多個領域。

復合納濾膜是一類重要的納濾膜，因其具有較高通量和截留，受到了越來越多的關注。復合納濾膜主要由分離層和支撐層兩部分組成，其中起到分離作用的主要是分離層，分離層的結構對于復合納濾膜的性能至關重要。目前制備復合納濾膜的方法主要有相轉化法、界面聚合法和涂覆法等。

公開號為CN102824859A的中國專利公開了一種中空纖維納濾膜的制備方法，先采用擠出聚合物溶液的方法制備了中空初生膜，再將其浸入含交聯預聚物的萃取液中，從而在完成相轉化過程的同時，對膜的皮層進行交聯，從而制得中空纖維納濾膜。

公開號為CN103084081A的中國專利公開了一種復合納濾膜的制備方法，采用在超濾基膜上引發烯類單體聚合的方法制備納濾膜的分離層，得到了高通量的復合納濾膜。

公開號為CN103831026A的中國專利公開了一種中空纖維復合納濾膜的制備方法，利用均苯三甲酰氯與哌嗪或間苯二胺的界面聚合反應在聚砜材質的中空纖維超濾膜上構建了聚酰胺結構的分離層。

然而，在制備這些納濾膜的過程中，往往需要使用大量的有機溶劑，而使用的反應物也大多是有機合成產物。這樣的制備工藝，難以避免地要排放大量有毒有害廢棄物，容易造成環境污染。

天然高分子化合物具有可再生性，并且自然界中含量豐富，以天然化合物為原料，在水相中制備納濾膜是一個能夠解決以上問題的有效方案。已有文獻報導用海藻酸鈉制備平板納濾膜的分離層(Desalin Water Treat，2011，30，146-153)，然而得到的納濾膜性能較差，難以與傳統方法制備的納濾膜相比。這是由于，納濾膜的分離層與基膜缺乏有效的結合力，分離層與基膜的脫離會大大降低納濾膜的性能。此外，目前基于天然化合物的納濾膜大多以澆注法或涂覆法制備，這樣難以得到既薄又均勻的納濾膜分離層，因而膜的通量較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于天然高分子的中空纖維復合納濾膜及其制備方法，制備過程以水為溶劑，分離層為天然高分子，具有綠色環保、操作過程簡單、反應條件溫和等優點，廣泛適用于各種中空纖維超濾基膜，制備的中空纖維復合納濾膜具有與傳統截面聚合納濾膜相近的性能。

一種基于天然高分子的中空纖維復合納濾膜的方法，包括：將表面帶有氨基的中空纖維支撐膜的外表面浸入含有天然高分子的水溶液A中，將含有凝固劑的水溶液B注入中空纖維支撐膜內部，擴散0.1～60min后取出，排干中空纖維支撐膜表面的溶液；將排干表面溶液的中空纖維支撐膜在交聯劑的作用下進行交聯得到基于天然高分子的中空纖維復合納濾膜。