[发明专利]一种聚合物导电多孔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物分离膜制备技术，具体为一种聚合物导电多孔膜的制备方法，特别涉及一种采用表面沉积动态膜制备聚合物导电多孔膜的方法。

背景技术

膜分离作为一种新兴的高效、节能、环境友好的分离技术，已成为解决资源危机和环境恶化问题的有效手段，它同时也是有机废水处理的一项关键技术。但用膜技术深度处理有机废水，存在膜的分离精度低、易污染、使用寿命短等问题(Liu C X，Zhang D R，He Y，ZhaoX S，Bai R B.Modification of membrane surface for anti-biofouling performance：Effectof anti-adhesion and anti-bacteria approaches.J Membrane Sci，2010，346(1)：121-130)。

光催化技术和膜分离技术耦合，是实现膜抗有机物污染的有效途径。Mozia等(Mozia S，Toyada M，Inagaki M，Tryba B，Morawski AW.Application of carbon-coated TiO₂ fordecomposition of methylene blue in a photocatalytic membrane reactor，J HazardousMater，2007，140(1-2)：369-375)将TiO₂与聚乙烯醇混合高温炭化制备了炭改性TiO₂光催化剂，并将光催化过程与膜蒸馏过程集成处理亚甲基蓝废水，成功实现处理液中催化剂和副产品的分离。但膜材料在抗污染性能方面的研究始终未能取得突破，这主要是因为在TiO₂光催化过程中，载流子的复合率很高，导致量子效率过低，基膜和光催化剂之间缺乏有机耦合。为解决这一问题，可采用外加低压电场与光照相结合，外部电场的作用可有效阻止载流子的复合，增加OH·的生成效率，省略了向系统内添加电子俘获剂(O₂)(He C，Li X Z，Xiong Y，Zhu X，Liu S.The enhanced PC and PEC oxidarion of formic acid in aqueous solutionusing a Cu-TIO₂/ITO film，Chemosphere，2005，58(4)：381-389)。李建新等以管式炭膜为基膜，结合电催化原理、表面修饰技术以及溶胶-凝胶技术，将纳米TiO₂搭载于炭膜基体上制备出电催化膜材料。用其处理200mg/L含油废水，在200min的操作时间内，通量保持在90％以上，化学耗氧量去除率达到94.4％均优于传统膜分离过程(参见李建新等，一种抗污染电催化膜及反应器，国际发明专利，PCT/CN2009/074542)。目前，有关电场-光催化-膜分离耦合的研究均使用具有导电性能的无机炭膜作为基膜，其制备成本高，脆性大。聚合物膜作为膜材料的重要组成部分，其原料广泛、制备工艺简单、柔韧性好，而有关聚合物导电多孔膜的相关研究仍鲜有报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提出一种聚合物导电多孔膜的制备方法，该方法以聚合物微孔膜或超滤膜为基膜，以导电炭黑为动态膜材料，通过表面沉积动态膜的方法，来制备聚合物导电多孔膜。该方法具有工艺简单，对设备条件无特殊要求，成本较低，便于工业化应用的特点，所制成的聚合物导电多孔膜不仅具有较好的导电性能，同时还具有良好的渗透性能。

所述种聚合物导电多孔膜的制备方法包括如下步骤：

(1)将炭黑粒子在25℃水中进行超声分散1～3h，超声波功率为0～300w，然后高速搅拌1～3h，搅拌速度为800～1000r/min，将粘结剂加入其中，并在70～95℃下充分搅拌1～3h，搅拌速度为300～500r/min，获得均匀的动态膜铸膜液；

(2)将聚合物基膜用水冲洗10min；

(3)以步骤(1)得到的动态膜铸膜液为待过滤液，以步骤(2)得到的聚合物基膜为过滤材料，在0.1～0.3MPa的操作压力下，25～90℃温度下，采用沉积模式连续运行3～60min，得动态复合膜；所述沉积模式包括死端加压沉积和错流加压沉积两种模式；

(4)将步骤(3)得到的动态复合膜自然风干后，即得到所述的聚合物导电多孔膜。