[發明專利]一種中空纖維膜的制備方法

在審

• 申請號: 201710683405.3
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN108273386A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 任鵬飛;楊永強;奚振宇;張新妙;王玉杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D67/00;B01D71/48;B01D71/56;B01D61/14;D04C1/02;D04C1/06
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;方莉

本發明提供了一種中空纖維膜的制備方法，包括以下步驟：1)將含銀纖維束與聚合物纖維束進行編織，從而得到含銀纖維編織管；以及2)將步驟1)得到的含銀纖維編織管與鑄膜液和芯液共擠出，然后進行相分離，以得到所述中空纖維膜。本發明提供的方法不但能夠制備得到兼具高機械強度和抗菌性能的中空纖維膜兼具，而且操作簡單，采用現有工業設備即可實現，有利于實現工業化生產。

本申請要求享有2017年1月5日提交的名稱為“中空編織管的改性方法和中空纖維膜的制備方法”的中國專利申請CN201710006850.6，2017年1月5日提交的名稱為“一種中空纖維膜的制備方法”的中國專利申請CN201710006968.9的優先權，其全部內容通過引用并入本文中。

技術領域

本發明涉及一種中空纖維膜的制備方法。

背景技術

膜分離技術被廣泛應用于水處理領域。其中，聚偏氟乙烯是一種綜合性能優良的膜材料，它具有較高的拉伸強度和優良的化學穩定性、耐腐蝕性及耐熱性，因此常被用于微濾、超濾及納濾等分離膜的材料。隨著膜技術的發展，聚偏氟乙烯在廢水處理、生物醫療和食品制造等領域受到越來越多的關注。但是由于聚偏氟乙烯的疏水性，使其在使用過程中，細菌等微生物很容易在膜表面吸附、增殖而造成生物污染，會導致膜通量大幅度降低，造成膜分離性能的劣化、產水水質的降低和膜壽命的縮短。因此在膜分離領域，對生物污染的防治尤為重要，目前的主要方法包括：在待處理水體中連續通入氯氣進行殺菌，但是會對進水水質造成污染；或將待處理水體過濾，去除水中微生物，這樣又使得流程工序更加繁瑣；或在運行過程中，定期頻繁加入次氯酸鈉等氧化劑，對膜組件進行滅菌處理，殺死微生物，但是頻繁的化學清洗會對膜結構造成破壞，降低膜的使用壽命。因此，制備自身具有抗菌性能的分離膜十分重要。

銀離子和銀納米粒子是最為常用的高效抗菌劑之一，對真菌和細菌均具有較好的抑制作用。在膜本體或表面引入銀納米顆粒，可以有效的構建具有抗菌性能的分離膜。如何防止銀納米顆粒在使用過程中的流失現象，使膜的抗菌能力更為持久，是實際過程中需要解決的重要問題。

CN 201410153107.X采用超聲方法將納米銀粒子分散制膜液中，相轉化成膜時將銀粒子鑲嵌在中空纖維膜內。CN201210042292.6公開了將銀粒子負載到分子篩內，隨后摻雜到制膜液中，制備膜表面富集載銀分子篩的中空纖維膜。但是，以上技術的共同特征是在長時間的運行過程中，銀離子固定并不能穩定，致使其在運行過程中，抗菌物質會不斷流失，導致膜的抗菌性能下降甚至消失。而目前采用的交聯反應一般只發生在聚合物的末端，一方面交聯度不夠，另一方面這種抗菌層液不穩定。因此，有必要開發高效穩定、通用經濟的抗菌膜的制備方法。

此外，中空纖維膜在工業應用中，常伴有高壓、曝氣、反沖洗等環境，在高速水流和氣流的沖刷下，自身強度不足則會出現膜絲斷裂的現象。

因此，本領域需要一種用于具有高機械強度和抗菌性能的中空纖維膜的方法。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種新的中空纖維膜的制備方法。所述制備方法包括：

1)將含銀纖維束與聚合物纖維束進行編織，從而得到含銀纖維編織管；

2)將步驟1)得到的含銀纖維編織管與鑄膜液和芯液共擠出，然后進行相分離，以得到所述中空纖維膜。

根據本發明的優選實施方式，所述制備方法還包括在步驟1)之前對所述含銀纖維和/或聚合物纖維進行清洗。根據一個實施例，用堿液和去離子水對所述含銀纖維和/或聚合物纖維進行清洗。優選地，所述堿液為5％-15％的氫氧化鈉溶液。優選地，用堿液清洗的溫度為20分鐘-60分鐘，時間為5分鐘-30分鐘。