[发明专利]一种用于含油污水处理的聚乙烯醇复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇(poly(vinyl alcohol)，PVA)复合膜的制备方法，更具体地说，是指用于含油污水处理的聚乙烯醇复合膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术具有区别于传统化工分离过程的显著特点和优点：能耗低、分离效率高、适用范围广、分离设备简单，易于操作、维护、对环境影响小因此其在各个行业得到越来越广泛的应用。近年来，膜分离技术在环境工程领域中的应用受到极大的关注。但是，膜在应用过程中污染物在膜表面及膜孔内的不可逆吸附而导致膜通量的不可恢复即通常所说的膜污染成为膜技术得到更大规模应用的制约因素；解决膜污染问题的主要方法可分为两种：一种是防治膜污染，即对污染了的膜进行处理；另一种是预防膜污染。防治膜污染的技术主要包括超声分离、电解法、化学清洗和物理擦洗法等。尽管这些技术已经有了应用，但要增加防治设备和化学药剂的成本，并导致非正常的停机清洗，同时降低膜的使用寿命。预防膜污染技术包括膜表面的改性，改变膜结构以及调整工艺条件等。目前大多数防止膜污染的研究集中于对膜表面的改性这一范围。膜表面改性的目的是为了通过阻止膜表面和沉积的分子尤其是蛋白质分子之间的非特殊键合，从而降低了污染物对膜的吸附。表面改性主要为能在膜表面产生永久改变的方法，如：接枝、化学交联、表面化学反应等，以及由于表面的物理作用力而产生的可逆或不稳定改性的方法。而增加膜材料的亲水性可以改善膜的耐污染性能，这点已得到众多研究人员的共识。因此国内外许多学者都开展了对疏水性膜的亲水化改性及选用亲水性材料制膜等方面的研究工作。

由于PVA具有高度亲水性、良好的耐污染性及成膜性而成为越来越广泛应用的亲水性膜材料之一，尤其是作为薄层复合膜致密层膜材料更具吸引力。PVA用作膜材料主要是在薄层复合膜中作为超薄皮层材料。目前研究较多的是PVA复合反渗透膜，而PVA超滤膜研究较少。对PVA膜改性方法主要有共混、交联和热处理，以及光辐射法等。交联法中交联剂一般选择为甲醛、二羧酸、二羟基化合物、异氰酸酯、酰氯、草酸等。

目前聚乙烯醇复合膜的制备大多采用后交联法。即先将浸润了制膜液(一般不含交联剂)后的湿膜烘干，在饱和盐水(如Na₂SO₄，K₂SO₄等)里浸泡以溶出致孔剂，再在含饱和盐水的交联剂溶液里浸泡以达到交联的目的(交联时间一般比较长)或以异氰酸酯、酰氯的有机溶液进行表面交联，最后再在较高的温度下进行后交联，该制备方法主要缺点是步骤烦琐，且不易控制。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对以上制备方法中存在的缺点，本发明的目的是提供一种用于含油污水处理的聚乙烯醇复合膜的制备方法，其步骤简便并易于控制，通过本发明制备得到的聚乙烯醇复合膜亲水性好，耐油污染。

2.技术方案

本发明利用聚乙烯醇改性醋酸纤维素微孔膜得到聚乙烯醇复合膜，并在一定的温度下采用戊二醛对聚乙烯醇进行交联。

一种用于含油污水处理的聚乙烯醇复合膜的制备方法，主要包括以下步骤：

(a)基膜的预处理：

将作为基膜的醋酸纤维素或混合醋酸纤维素微孔膜用纯净水浸泡或清洗后，取出晾干或放入烘箱内烘干；

(b)制膜液的配制：其中含有0.5-15wt％聚乙烯醇(PVA)、1-20wt％聚乙二醇(PEG，作为致孔剂)、0.01-1wt％的硫酸(H₂SO₄)或等当量的盐酸、醋酸(作为催化剂)、0.01-2wt％的戊二醛(GA，作为交联剂)；

(c)将预处理过的基膜浸入制膜液中；

(d)采用涂覆装置将制膜液均匀地涂覆在基膜上；

(e)将上述得到的膜两面分别用塑料材料夹住并使膜片与塑料材料之间无明显的空气缝隙存在，将上述得到的膜放入温度为20～100℃的烘箱内，经热处理交联5～100分钟。膜两面分别用塑料材料夹住可使得膜面在烘干交联的过程中保持较高的湿度；

(f)将经过热处理交联的膜取出，取开夹住膜的塑料材料，用纯净水漂洗去除致孔剂、未反应的交联剂以及催化剂等物；

(g)再于室温下烘干膜，即得到所需要的具有耐污染性能的聚乙烯醇复合膜；

步骤(a)中醋酸纤维素或混合醋酸纤维素微孔膜的平均孔径为0.1～2.0微米。