[發明專利]一種復合超濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110333176.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113019139B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 田家宇;滕媛銘;張瑞君;肖峰;高珊珊
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/10;B01D61/14
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 王璐

本發明公開了一種復合超濾膜及其制備方法。本發明以微米級不銹鋼編織絲網為支撐層，首先以1～5wt％濃度的高分子聚合物溶于有機溶劑形成修飾液，通過非溶劑致相分離的方法對不銹鋼支撐層進行修飾，并由此得到復合支撐層，隨后以10～30wt％濃度的高分子聚合物溶于有機溶劑形成鑄膜液，在上述復合支撐層上通過非溶劑致相分離的方法構建一層超薄高分子聚合物分離層，從而得到一種高分子?金屬復合超濾膜。本發明利用不銹鋼絲網的強度與多孔支撐作用，并利用第一次相轉化對不銹鋼絲網起到的修飾作用，在不銹鋼絲網表面及孔內形成粗糙界面以利于第二次相轉化，最終制備獲得一種分離層厚度小、水通量大，且具有超高強度和運行穩定性的復合超濾膜。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，涉及一種具有超高水通量的復合超濾膜。

背景技術

超濾膜(UF)是介于微濾膜和納濾膜之間的一種特殊膜材料，超濾工藝由于具有高滲透性、優異的分離性及優越的經濟性，在水處理中得到了廣泛應用。目前，我國超濾工業已經形成品種豐富、類型多樣、規模龐大的產業結構，已經在海水淡化、苦咸水脫鹽、高純水制備、電廠水處理、污水處理、廢水處理和飲用水凈化處理等方面得到了不同程度的應用，成為解決當前環境污染、資源短缺和可持續發展戰略的重要解決手段。但目前超濾膜的制備過程中主要應用的支撐層是無紡布，甚至是直接在玻璃板上刮制有機濕膜，經非溶劑致相分離之后得到具有一定厚度的有機超濾膜。經此傳統方法制得的超濾膜強度有限，在長時間運行過程中通量會大幅度衰減。另外厚度是影響超濾膜通量的關鍵因素，厚度越小，所獲得的超濾膜通量越高，目前，經過相轉化制備的有機平板超濾膜厚度在200μm以上，限制膜厚度進一步降低的原因就是所使用的無紡布支撐層起到的支撐作用有限，若降低濕膜厚度以獲得較高通量會進一步影響分離膜的運行穩定性。因此，需開發一種能夠為較薄有機濕膜提供有效支撐作用的支撐層，使得超濾膜能夠在高通量下長時間穩定運行。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種復合超濾膜及其制備方法。

為了實現本發明目的，本發明的技術方案如下：

本發明首先提供一種復合超濾膜的制備方法，以微米級不銹鋼編織絲網為支撐層，首先以1～5wt％濃度的高分子聚合物溶于有機溶劑形成修飾液，通過非溶劑致相分離的方法對不銹鋼支撐層進行修飾，并由此得到復合支撐層，隨后以10～30wt％濃度的高分子聚合物溶于有機溶劑形成鑄膜液，在上述復合支撐層上通過非溶劑致相分離的方法構建一層超薄高分子聚合物分離層，從而得到一種高分子-金屬復合超濾膜。

具體地，所述制備方法包括如下步驟：

1)將高分子聚合物加入有機溶劑，并經過充分攪拌、溶解后獲得高分子聚合物濃度為1～5wt％的不銹鋼絲網修飾液；

2)將高分子聚合物加入有機溶劑，同時加入一定量的添加劑，經過充分攪拌、溶解后獲得高分子聚合物濃度為10～30wt％的鑄膜液；

3)向微米級不銹鋼絲網上澆鑄步驟1)制備的不銹鋼絲網修飾液，隨后用刮板將不銹鋼絲網表面的修飾液刮平，使每根絲網均被修飾液潤濕；

4)將步驟3)中已經被修飾液浸潤的不銹鋼絲網置于凝固浴中，進行相轉化反應，待完成充分的相轉化后將其取出，將表面多余的水分去除，由此獲得聚合物-不銹鋼絲網復合支撐層；

5)將步驟2)制備的高分子聚合物鑄膜液澆鑄在步驟4)所得的復合支撐層上，利用刮刀將復合支撐層表面的鑄膜液刮平，隨后將其置于凝固浴中，進行相轉化并去除多余溶劑，即得；

其中，步驟1)和步驟2)不分先后。