[发明专利]聚丙烯腈/纳米氧化物纺丝浆液及中空纤维超滤膜及制法

说明书

技术领域

本发明属于膜材料技术领域，具体涉及一种聚丙烯腈/纳米氧化物纺丝浆液及中空纤维超滤膜及制法。 

背景技术

亲水性内压单皮层中空纤维超滤膜具有良好的抗污染性和通量可恢复性。刘忠洲简要的介绍了单皮层中空纤维超滤膜制备的思路、原理和工艺方法（《膜科学与技术》2003年，23（4）：172-179，240），膜结构和膜材料的亲水性决定了膜的抗污染性和膜稳定通量的大小。目前改善膜的亲水性和提高膜性能的方法主要有共混、在膜材料接枝亲水基团等方法。公开号为CN1110625，公开日为1995-10-25的中国专利中提出了一种聚丙烯腈-聚砜共混超滤膜的制备工艺；续曙光等研究了聚丙烯腈-二醋酸纤维素共混超滤膜的制备工艺；于志辉等（《膜科学与技术》，2000，20（5）：10-15）和Ming-Chien Yang等（Journal of Membrane Science，226 (2003) 119–130）研究了聚丙烯腈-聚偏氟乙烯共混超滤膜的制备。刘永建等进行了聚丙烯腈与羟乙基纤维素（PAN/HEC）共混膜的研制（《中国纺织大学学报》，1997，23 (3) :31-36.）。公开号为CN1359743A，公开日为2002年7月24日的中国专利文献公开了一种8－羟基喹啉（PAN/8-HQ）改性聚丙烯腈纤维膜的制备方法，认为该膜动力学性能较好，在酸性和碱性条件下都相当稳定。公开号为CN1569319A，公开日为2005年1月26日的中国专利文献公开了聚丙烯腈/马来酸（PAN/MA）中空纤维膜及其制备方法和用途。纳米粒子粒径在1-100nm范围内，由于其粒径在数个原子至数十个原子范围内，因此纳米粒子为原子簇。无机纳米材料和有机聚合物共混可改变可改善聚合物的理化性能。Seung-Yeop Kwak* and Sung Ho Kim 制备了纳米TiO₂/芳香聚酰胺共混反渗透膜来改善反渗透膜的抗生物污染性能（Environ. Sci. Technol.,35 (11), 2388 -2394， 2001）。Ying Kong*，Hongwei Du，Jinrong Yang，Deqing Shi， Wunfang Wang，Yuanyuan Zhang，Wei Xin制备了聚醚哆/TiO₂气体分离膜(Desalination 146 (2002) 49–55)，目前纳米氧化物多用于制备聚砜/纳米氧化物共混超滤膜（I. Genne，S. Kuypers， R. Leysen，Effect of the addition of ZrO₂ to polysulfone，based UF membranes，J. Membr. Sci. 113 (1996) 343–350.）和聚偏氟乙烯/纳米氧化物共混超滤膜（XS Yi， SL Yu， WX Shi，N Sun，LM Jin，S Wang；Desalination, 2011，Volume 281，17 October 2011，Pages 179–184；）。聚丙烯腈的氰基被氧化和水解后可形成氨基、肟基、酰胺和羧基集团。因此通过对聚丙烯腈膜表面氧化和水解改性可制备具有络合集团和荷电膜（Zhen-Gang Wang，Ling-Shu Wan，Zhi-Kang Xu，Journal of Membrane Science 304 (2007) 8–23）。公开号为CN1887414A，公开日为2007年1月3日的中国专利文献中公开了强氧化性的硝酸盐作为添加剂对聚丙烯腈氧化改性制备了高渗透通量的单皮层内压中空纤维超滤膜。I-Han Chen a，Cheng-Chien Wang b，Chuh-Yung Chen a,。CARBON48 ( 2010 ) 604–611中，也介绍了聚丙烯腈/纳米氧化物共混纤维的力学、电学、磁学性质被制备和研究。 

但是聚丙烯腈/纳米氧化物共混中空纤维膜尚未见研究报道。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚丙烯腈/纳米氧化物纺丝浆液及中空纤维超滤膜及制法，改善聚丙烯腈膜的亲水性,增加膜的机械强度，提高膜的抗污染性和渗透量。 

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案： 

本发明的一种聚丙烯腈/纳米氧化物纺丝浆液，特征在于：浆液为质量百分比组成为聚丙烯腈11-16%、纳米氧化铝3-4%、硝酸锂或硝酸钙任一种4.7-8%、二甲基甲酰胺75.3-78%的完全溶解混合物。