[發明專利]一種親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201711025188.5
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107570021B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 何穎;姚勇;張敏敏;秦舒浩;張凱舟;龔維;付海
• 申請（專利權）人: 貴州師范大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/02;B01D69/08;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

1.一種親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜，其特征在于：按質量份數計算，包括以15-20份聚砜、1.2-1.7份磺化聚砜、33-37份的聚乙二醇、42-48份N,N- 二甲基乙酰胺及0.5-5份改性納米二氧化硅；所述的改性納米二氧化硅為采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷經過超臨界二氧化碳處理改性的納米二氧化硅；其制備方法如下：

按上述質量份數取各組分，包括如下步驟：

1）分別將聚砜、磺化聚砜及改性納米二氧化硅在65-75℃下真空干燥12-24小時；

2）將干燥后的改性納米二氧化硅加入到N,N- 二甲基乙酰胺中，再通過超聲方式使改性納米二氧化硅均勻分散在N,N- 二甲基乙酰胺中；

3）然后將干燥后磺化聚砜、聚砜與聚乙二醇加入到步驟2）獲得的溶液中進行混合，在60-80℃的條件下，充分攪拌10-15h，使其形成均相的鑄膜液，并進行真空脫泡，再通過噴絲板形成紡絲細流，紡絲細流從噴絲板噴出后經過空氣間隙后浸入凝固浴中，通過溶劑N,N-二甲基乙酰胺和非溶劑水的傳質交換而形成中空纖維膜；

4）將制備的中空纖維膜在蒸餾水中浸泡20-24h；然后將中空纖維膜在乙醇溶液中浸泡1-2h后取出，并立即浸泡在濃度為0.1-10g/L的多巴胺溶液中，浸泡時間為1-24h，浸泡溫度為25-70℃，制備得到親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜。

2.根據權利要求1所述的親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜，其特征在于：所述的聚乙二醇聚合度400-20000，磺化聚砜磺化度為15-30%。

3.一種如權利要求1所述的親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜的制備方法，其特征在于：按上述質量份數取各組分，包括如下步驟：

1）分別將聚砜、磺化聚砜及改性納米二氧化硅在65-75℃下真空干燥12-24小時；

2）將干燥后的改性納米二氧化硅加入到N,N- 二甲基乙酰胺中，再通過超聲方式使改性納米二氧化硅均勻分散在N,N- 二甲基乙酰胺中；

3）然后將干燥后磺化聚砜、聚砜與聚乙二醇加入到步驟2）獲得的溶液中進行，在60-80℃的條件下，充分攪拌10-15h，使其形成均相的鑄膜液，并進行真空脫泡，再通過噴絲板形成紡絲細流，紡絲細流從噴絲板噴出后經過空氣間隙后浸入凝固浴中，通過溶劑N,N- 二甲基乙酰胺和非溶劑水的傳質交換而形成中空纖維膜；

4）將制備的中空纖維膜在蒸餾水中浸泡20-24h；然后將中空纖維膜在乙醇溶液中浸泡1-2h后取出，并立即浸泡在濃度為0.1-10g/L的多巴胺溶液中，浸泡時間為1-24h，浸泡溫度為25-70℃，制備得到親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜。

4.根據權利要求3所述的親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜的制備方法，其特征在于：所述的噴絲板與凝固浴之間的空氣間隙的長度為1-20cm，空氣間隙的溫度為20-50℃，濕度≤50-80%。

5.根據權利要求3所述的親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜的制備方法，其特征在于：所述的改性納米二氧化硅的制備是，先將納米二氧化硅和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的質量比為100:1-20放入超臨界二氧化碳反應釜中，在反應溫度為40-50℃、反應壓強≥20MPa、反應時間為1-2h的條件下進行，反應完成后，卸壓，反復3-5次，得到改性納米二氧化硅。

6.根據權利要求3所述的親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜的制備方法，其特征在于：所述的超聲方式的超聲波功率為50-300W，時間為0.5-5h。

7.根據權利要求3所述的親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜的制備方法，其特征在于：所述的形成均相的鑄膜液具體是，在60-75℃溫度條件下，將納米二氧化硅均勻分散的N,N- 二甲基乙酰胺溶液中，充分攪拌，然后將干燥后的聚砜和磺化聚砜通過高速混合機混合均勻，將其按質量比例為4：3：3分成三份，分批投入到溶液中，每次間隔1.5-2.5h，同時不間斷地將聚乙二醇加入溶液，充分攪拌10-15h，使其形成均相的鑄膜液。

8.根據權利要求3所述的親水型聚砜/二氧化硅共混中空纖維膜的制備方法，其特征在于：所述的多巴胺溶液的制備是，將多巴胺溶解在蒸餾水中，加入氫氧化鈉調節pH 值為7-9，得到濃度為0.1-10g/L的多巴胺溶液。