[發明專利]PEG?TiO2/PES/PVA親水超濾膜的制備方法與應用

在審

• 申請號: 201710106547.3
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106914154A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 姚俊艷;歐陽曙光;馮馳;劉兆越
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D69/02;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明涉及超濾膜改性技術領域，尤其涉及一種PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜的制備方法與應用。

背景技術

膜技術是21世紀興起的一種新型分離、凈化、濃縮技術，以其過程清潔、簡單，能耗低，出水水質優良等特點在污水處理領域引起特別關注。膜技術已成功在海水、苦咸水淡化，純水、超純水制備以及工業廢水處理等方面得到規?；瘧茫陙恚瑖鴥韧庠S多學者也做了關于污水膜處理的研究。目前常用的膜過濾技術是微濾和超濾，分離膜根據其表面性質不同可分為：疏水性膜和親水性膜。疏水性膜機械強度高，膜的比表面積和能耗較親水性膜小，受表面活性劑影響小，當孔徑足夠小時可產生較好的破乳效果，但是膜的抗污染性差，導致其重復利用率低。親水性膜的水通量高，抗污染能力強，若增強膜表面的親水性，則可進一步提高膜的抗污染能力，使其利用率相對提高。

聚醚砜(PES)是目前應用最廣泛的分離膜材料之一，常作為微濾和超濾的膜原料。據大量研究可知，PES膜在應用中雖表現出良好的機械性能，但伴隨的膜污染卻是膜應用的瓶頸，而疏水性是造成膜污染的主要原因。針對PES膜的膜污染問題，許多學者研究將PES與PVA(聚乙烯醇)進行共混得到PES/PVA復合超濾膜，但是，PES/PVA復合超濾膜的親水仍然不佳，應用于污水處理中時，其COD截留率僅為50～60％。因此，亟需一種對PES膜更有效的改性方法，來提高PES膜的親水性。

發明內容

為解決以上問題，本發明的目的是提供一種PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜的制備方法與應用，該PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜具有較好的親水性以及較高的COD截留率。

為實現上述目的，本發明所設計的技術方案是：

PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜，是以PEG-TiO₂為添加劑對PES/PVA復合超濾膜進行親水改性制得，所述PEG-TiO₂是以聚乙二醇為表面活性劑對納米二氧化鈦進行修飾后所得，所述PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜中PEG-TiO₂的含量為2～3wt.％。

PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜的制備方法，包括以下步驟：

1)制備PEG-TiO₂添加劑：將納米二氧化鈦分散于蒸餾水中后與聚乙二醇溶液混合，攪拌均勻后靜置，倒去上層清液，將下層懸濁液洗滌干凈后離心、干燥、粉碎得到PEG-TiO₂添加劑粉末；

2)配制鑄膜液：將聚醚砜樹脂、聚乙烯醇樹脂、致孔劑以及PEG-TiO₂添加劑粉末共混于溶劑中，加熱攪拌至混合液澄清透亮后靜置脫泡得到鑄膜液；

3)浸沒沉淀相轉化法成膜：將鑄膜液傾倒于玻璃板上刮膜，使鑄膜液在玻璃板上呈均勻薄層，待薄層由透明變為白色后浸入凝固浴中，薄層從玻璃板表面脫落后用蒸餾水洗滌浸泡晾干即得PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜。

作為優選，所述步驟2)按質量百分比計，聚醚砜樹脂14～17％，聚乙烯醇樹脂1～4％，致孔劑為1～5％，PEG-TiO₂添加劑粉末為2～3％。按照這個比例制得的PEG-TiO₂/PES/PVA親水超濾膜的穩定性均一性較好。

作為優選，所述致孔劑為聚吡絡烷酮與氯化鋰的混合物，聚吡絡烷酮與氯化鋰的質量比為1～2:1；所述溶劑為二甲基亞砜。

作為優選，所述步驟1)中聚乙二醇與納米二氧化鈦的質量比為0.2～0.3:99.7～99.8。

作為優選，所述步驟2)中，先將PEG-TiO₂添加劑粉末超聲分散于溶劑中，待PEG-TiO₂添加劑粉末均勻分散于溶劑中后再加入聚醚砜樹脂、聚乙烯醇樹脂以及致孔劑，攪拌均勻。由于PEG-TiO₂添加劑粉末較難充分均勻分散在溶劑中，若直接將聚醚砜樹脂、聚乙烯醇樹脂、致孔劑與PEG-TiO₂添加劑粉末同時投入溶劑中，PEG-TiO₂添加劑粉末易結塊，更加不容易分散均勻。

作為優選，所述步驟3)中玻璃板的邊緣貼有與玻璃板平面垂直的膠帶；所述凝固浴為去離子水，凝固浴溫度為30℃。