[發明專利]用于染料脫鹽的中空纖維膜的制備方法

有效

• 申請號: 201710721766.2
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107335344B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 陳英波;劉慧強;胡曉宇
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D71/30;B01D71/42;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 劉美甜

本發明公開了一種用于染料脫鹽的中空纖維膜的制備方法，包括如下步驟：1)將成膜聚合物、納米無機粒子、水溶性無機鹽、溶劑和硼氫化物混合均勻，配成鑄膜液；2)利用濕法紡絲的方法將鑄膜液擠出得到紡絲細流，紡絲細流經第一道、第二道凝固浴后得到可用于染料脫鹽的中空纖維膜；其中，第一道凝固浴為水或濃度低于50wt.％的溶劑I水溶液，其中溶劑I為乙醇、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺；第二道凝固浴為pH＝1.0～5.0的酸性溶液；紡絲細流從第一道凝固浴進入第二道凝固浴時，其表層為固態，芯部為液態。該方法簡單，制得中空纖維膜對染料分子的截留率高于95％，而對無機鹽的截留率低于10％，基本實現一步過濾染料脫鹽。

技術領域

本發明屬于膜技術領域，特別是涉及一種用于染料脫鹽的中空纖維膜的制備方法。

背景技術

由于大多數水溶性染料分子量小于2000道爾頓，僅有納濾和反滲透工藝出水能滿足現行的排放要求。納濾膜截留分子量(MWCO)介于200-1000道爾頓之間，借助孔徑篩分、道南效應對染料分子截留率接近100％，而對一價鹽截留率較低，為實現染料與鹽分離、廢水資源化利用創造了條件。針對納濾處理染料廢水研究，國內外學者從納濾膜修飾改性，膜材料，膜構型，膜工藝等方面進行了探索。新加坡國立大學Chung Tai-Shung課題組采用光接枝法改性磺化聚亞苯基砜膜，制備了表面帶正電性的納濾膜，成膜對帶正電染料番紅O截留率99.5％，而對帶負電染料酸性橙II的截留率約為60％；美國密歇根州立大學MerlinL.Bruening課題組制備的PSS/PAH層層自組裝平板納濾膜對活性橙RB16、活性藍RB4、活性黑RB5截留率99.9％，氯化鈉/染料分離因子超過2200；印度甘地大學Usha K.Aravind課題組制備的CHI/PAA層層自組裝平板納濾膜對活性黑RB5染料截留率99.99％，NaCl/染料分離因子超過8000。北京工業大學王乃鑫課題組采用層層自組裝的方式修飾管式陶瓷膜，制得的無機-有機復合納濾膜對剛果紅染料截留率為96％，NaCl截留率3％。哈爾濱工業大學邵路課題組通過界面聚合技術修飾聚醚酰亞胺中空纖維膜內壁，改性膜對番紅O及苯胺藍截留率90％。浙江工業大學沈江南課題組從工藝角度研究了直接紅80染料/NaCl廢水的滲濾過程，實驗結果表明商業Sepro 2A和Sepro 6納濾膜對染料截留率接近100％，而NaCl截留率5％。以上所述均為復合膜用于染料脫鹽的方法，而復合膜制備工藝較復雜，膜穩定性有待提高。

天津工業大學陳英波課題組(CN201410180655.1)公開了一種中空纖維膜的制備方法，該方法將含有發泡劑的組分添加到鑄膜液中，擠出物直接浸入酸性凝固浴得到了一種有效截留剛果紅染料的中空纖維膜，但是該方法制得的中空纖維膜對染料分子的截留率不高，難于起到真正的染料脫鹽的目的。另外，該方法利用單凝固浴直接發泡產生氣體，易于產生大缺陷。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種用于染料脫鹽的中空纖維膜的制備方法，制備過程簡單，得到的中空纖維膜能有效截留染料分子，同時對一價、二價無機鹽的截留率保持在較低水平。

為此，本發明的技術方案如下：

一種用于染料脫鹽的中空纖維膜的制備方法，包括如下步驟：

1)按照質量百分數計，鑄膜液配方如下：15～30％的成膜聚合物、0.1～5％的納米無機粒子、0.1～10％的水溶性無機鹽、70～85％溶劑、0.1～10％的硼氫化物，各組分含量和為100％；所述溶劑為成膜聚合物的溶劑；

按照所述鑄膜液配方配制鑄膜液；

2)利用濕法紡絲的方法將所述鑄膜液擠出得到紡絲細流，所述紡絲細流經第一道、第二道凝固浴后得到所述可用于染料脫鹽的中空纖維膜；

其中，所述第一道凝固浴為水或濃度低于50wt.％的溶劑I水溶液，其中溶劑I為乙醇、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺；

所述第二道凝固浴為pH＝1.0～5.0的酸性溶液；