[發明專利]一種干貯式復合納濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110363400.9
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113019143B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 田家宇;宗悅;張瑞君;高珊珊;肖峰
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/12;B01D69/10;B01D69/02;B01D71/56;B01D61/02
• 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

本發明公開了一種干貯式復合納濾膜及其制備方法。所述復合納濾膜以聚四氟乙烯(PTFE)微濾膜為多孔基膜，首先通過依次浸泡水相溶液和有機相溶液生成不完整的聚酰胺層，用以改善PTFE基膜的形貌；并在隨后的熱處理過程中將基膜孔道內殘留的水相溶液提升至表面；之后，僅需再次浸泡有機相溶液即可完成第二次界面聚合反應，在最上層生成完整的聚酰胺分離層，完成第二次熱處理后即制得具有耐干燥能力的復合納濾膜。本發明制備方法在具有大孔結構的微濾膜上以簡便、快捷的方式構建了具有納米級褶皺結構的聚酰胺分離層，由此獲得的復合納濾膜分離效果良好，在無需添加保護劑的條件下就可進行干燥貯存，大大降低了納濾膜的貯存與運輸難度。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，特別涉及一種干貯式復合納濾膜及其制備方法。

背景技術

納濾膜作為納濾工藝的核心元件，在食品、醫藥、環保等領域備受關注。目前，主要通過溶液涂覆或界面聚合在多孔支撐層上合成分離層的方法制得。商品納濾膜的支撐層普遍選用聚砜或聚醚砜超濾膜，一旦完全干燥，會導致孔道坍塌，微孔封閉，透水性能大幅下降。其中支撐層的不耐干性是導致商品納濾膜無法干燥貯存的主要原因。為克服這一缺陷，業內通過涂覆甘油、聚甘油等有機試劑對孔道結構進行保護后再進行干燥、貯存。保護劑的使用不僅使生產成本增加，還會因其在運行初期溶于水中，導致早期產水的有機物濃度升高。而保護劑一旦流失，膜元件也同時再次失去干燥貯存的能力。因此，為徹底解決納濾膜無法干燥貯存的問題，必須選用干燥前后性能穩定的基膜，以保證干燥后納濾膜的透水性。

PTFE膜具有良好的化學穩定性，熱穩定性及較高的機械強度，膜孔道結構穩定，可以作為基膜用于生產干貯式納濾膜。但由于PTFE濾膜在生產過程中涉及電紡絲/拉伸開裂,熔融固化等工序，導致膜表面存在大量纖維-結節結構，不利于構建連續的水油界面，進而難以生成致密無損的聚酰胺分離層。專利CN201910895979.6提出一種PTFE基納濾膜的制備方法，該方法在親水改性的PTFE膜纖維間填充海藻酸鈉鈣沉淀物，同時添加棒狀納米氧化鋅對沉淀物進行加固，制得中間PTFE基膜，并在此基礎上進行界面聚合反應，最終制得PTFE復合納濾膜。該方法在實施過程中操作條件多且耗時較長。因此，需開發一種制備流程簡短、操作簡單，高效省時的制備方法，實現在PTFE微濾膜上的制備聚酰胺分離層，進而得到耐干燥能力的復合納濾膜。

發明內容

為了解決現有技術中納濾膜產品難以在不使用保護劑的條件下進行干燥貯存的問題，本發明的目的是提供一種干貯式復合納濾膜及其制備方法。

為了實現本發明的發明目的，本發明的技術方案具體如下：

第一方面，本發明提供了一種干貯式復合納濾膜的制備方法，所述方法包括如下步驟：

1)以聚四氟乙烯(PTFE)微濾膜作為界面聚合的支撐基膜，并對其進行清洗和干燥處理；

2)配制溶有多元胺單體的水相溶液A和溶有多元酰氯單體的有機相溶液B；

3)將步驟1)中經過清洗和干燥處理的PTFE支撐基膜固定在底部封閉的板框模具內，隨后倒入步驟2)所述的水相溶液A，使水相溶液A將PTFE支撐基膜表面完全浸沒，隨后倒掉溶液，并用柔性橡膠板刮除表面多余液滴；

4)將步驟2)所述的有機相溶液B浸潤步驟3)所得樣品的表面，靜置反應10～60s，倒掉有機相溶液B；

5)立即用正己烷沖洗步驟4)所得樣品的表面，沖洗完成后需要在膜表面剩余部分正己烷，其中正己烷的殘留量控制在70～150mL/m²；

6)將步驟5)所得樣品連同板框模具一起置入烘箱中，在40～60℃下熱處理2～5min；

7)采用柔性橡膠刮板刮除膜表面在熱處理過程中形成的含有水相單體的肉眼可見的液滴，且使膜面保持“潮而不濕”的狀態，隨后再次加入步驟2)所述的有機相溶液B，反應10～60s后，倒掉有機相溶液；