[发明专利]一种高荷电复合超滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种高荷电复合超滤膜及其制备方法。

背景技术

随着全球范围内对水环境的日益重视以及人们对水质要求的提高，传统的絮凝和过滤的方法处理供给城市饮用水已经不能满足要求。膜分离技术作为一种高效分离技术，由于其具有分离系数大、无二次污染以及可在常温下连续操作等明显优点，近年来普遍应用于水处理领域。

现有的复合超滤膜其分离孔径大且膜表面多为电中性或弱电性，难以去除水中盐分；且制膜的铸膜液的组分多为成膜主体材料、溶剂和复配添加剂(成孔剂、表面活性剂以及增稠剂)等，体系相对复杂，在一定程度上影响铸膜液的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高荷电复合超滤膜及其制备方法，旨在优化对膜组件的注胶和封装工艺。

本发明采用的技术方案具体为：

一种高荷电复合超滤膜，包括纤维支撑衬以及依次涂覆于所述纤维支撑衬上的基膜聚砜层和复合磺化聚砜层；其中：

膜的总壁厚为100～300μm；

所述纤维支撑衬的厚度为总壁厚的60～90％；

所述基膜为聚砜层，所述聚砜层的厚度为总壁厚的10～20％，膜分离孔径为0.01～0.5μm；

所述复合膜为磺化聚砜层，所述磺化聚砜层的厚度为总壁厚的2～5％，截留分子量为600-6000Da；

三个膜层的邻层之间在厚度方向有重叠。

在上述高荷电复合超滤膜中，所述纤维支撑衬是由纤维原材采用钩编的方式形成，钩编的孔径为100～200μm；或者

由纤维原材采用高编的方式形成，高编的孔径为10～50μm；

所述纤维支撑衬的孔隙率为30～80％。

一种高荷电复合超滤膜的制备方法，包括如下步骤：

S10、铸膜液体系的配制：

将溶剂或者包含添加剂的溶剂搅拌使其充分混合后，将事先烘干的膜主体材料投入到混合溶液中搅拌溶解，形成包括基膜铸膜液和复合膜铸膜液在内的不同的铸膜液体系；其中：

基膜铸膜液的膜主体材料为聚砜；

复合膜铸膜液的膜主体材料为磺化聚砜；

S20、复合超滤膜的制备：

相转化成包括基膜和复合层的膜；其中：

1)基膜的制备：

向基膜铸膜液中打入氮气，对其加压打料，待料液的各项测试指标达标后开始进行铸膜操作；具体地：

关闭料液出口开关，将料液管放入料液槽中，开启铸膜机，待机器正常运行后开启料液罐排料开关，使用排料开关来调节进料速度，将料液的液位稳定在一定位置；在基膜出凝胶槽后需调整并测试其厚度，达标后将基膜收卷；

2)复合膜的制备：

将配制好的复合膜铸膜液冷却到至25℃后，采用滚轮滚动装置以一定的滚轮压力和滚动速度将铸膜液均匀涂覆在基膜表面，初步成型的膜体进入到凝固浴水后固化形成复合膜；将复合膜用水进行冲洗后通过后处理工艺处理后成型。

在上述高荷电复合超滤膜的制备方法中，所述基膜铸膜液由以下组分均匀混合而成：

聚砜的固含量为15～30wt％，；

致孔剂的添加量为1～5wt％；

复配添加剂的添加量为1～3wt％；

余量为溶剂，所述溶剂为氮-氮二甲基甲酰胺(DMF)。

在上述高荷电复合超滤膜的制备方法中，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，所述复配添加剂由丙二醇和吐温-80按照3:2的重量配比均匀混合而成。

在上述高荷电复合超滤膜的制备方法中，所述复合膜铸膜液由以下组分均匀混合而成：

磺化聚砜的固含量15～30wt％，且其磺化度15％、25％或者40％；

余量为溶剂，所述溶剂为氮-氮二甲基乙酰胺(DMAc)。

本发明产生的有益效果是：

本发明的超滤膜采用利用磺化聚砜本体材料的高荷电性和磺化聚砜材料易于形成相对均一小孔超滤膜的特点，通过在超滤基膜表面进行复合改性，使超滤膜表面负载强电荷，通过磺化聚砜直接成膜减小了分离孔径，进而达到脱盐目的；且包括基膜聚砜层和复合磺化聚砜层在内的复合外层为高分子和溶剂二元体系，体系简单，易于分析，膜制备工艺也更易于控制。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种高荷电复合超滤膜的结构示意图。

具体实施方式