[发明专利]一种新型耐碱复合纳滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属材料技术领域，具体涉及一种新型耐碱复合纳滤膜及其制备方法。

技术背景

20世纪初，膜技术成为一种新型的分离技术。目前在水处理和净水产业生产过程中的需求日益迫切。膜分离技术具有分离环保、节能、易于控制和操作的特性，已经成为重要的分离提纯手段之一。复合膜的研制是一种膜制造的改性方法，同时也是当今使用最多且最为有效的制膜方法。制造复合膜常用的方法有界面聚合、涂覆等方法。稀溶液涂覆法是将配制好的制膜液直接涂敷在基膜上，通过溶剂蒸发或者相转化法制成复合膜。此方法技术成熟，制得的复合膜性能稳定，可大规模生产。

现在市面上大多数纳滤膜使用PET材料的无纺布做支撑层，PET为聚酯类材料，不耐强酸、碱，所以对进水水质PH要求高，限制了其发展应用。

专利CN104524933A中提供一种新型交联磺化聚砜/聚醚砜-磺化聚砜复合膜的制备方法。发明中选用多羟基、多胺基物质为交联剂，通过改变加入交联剂的种类和含量调整复合膜的截留性能。但此发明中基膜选用聚砜和聚醚砜共混铸膜，磺化聚砜层磺化聚砜的磺化度较高，而且基膜预处理采用自然晾干24h，并无任何保孔措施，若放大到生产，效率会极低。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种新型耐碱复合纳滤膜及其制备方法。

本发明采用的技术方案具体为：

一种新型耐碱复合纳滤膜，包括支撑材料、中间涂层和涂覆层，其中：支撑材料的厚度在30-500μm之间，中间涂层的厚度在1-10μm之间，涂覆层厚度在100-1000nm之间，复合膜的截留分子量在800-1000Da之间。

一种新型耐碱复合纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：

采用喷涂方式，将配制好的中间层溶液均匀涂覆在支撑材料表面，并烘干形成初生膜；

然后采用稀溶液浸渍涂覆法将磺化聚砜稀溶液涂覆在初生膜表面，之后成型。

上述一种新型超耐碱复合纳滤膜的制备方法中，支撑材料可以为管式、平板式，材质可为陶瓷、不锈钢等无机材料，也可为PE、PP等有机材料。

上述一种新型超耐碱复合纳滤膜的制备方法中，中间涂覆层可为左旋多巴、壳聚糖、聚乙烯醇、胺类等含有羟基、羧基或者醛基等有机物中的一种。

上述一种新型超耐碱复合纳滤膜的制备方法中，涂覆层由以下组分构成；

磺化聚砜类高聚物，为磺化聚砜或磺化聚醚砜，磺化度15-100％；

樟脑磺酸类添加剂，为樟脑磺酸或含有樟脑磺酸类结构的添加剂，添加剂含量为0-20wt.％。

本发明产生的有益效果是：

本发明通过中间涂层作用，能有效增加无机、有机材料的结合力。本发明中复合膜具有如下特点：超耐碱，可承受20％的NaOH溶液清洗200h；复合膜抗清洗能力好，可进行反向冲洗；可实现有机物与离子的选择性去除；分离精度高，能够对分子量1000Da以上有机物回收利用；操作压力低，通量达130LMH(60psi)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

实施一：

基膜制备：先配制0.05wt.％浓度PVA溶液，在25℃温度和55％空气相对湿度条件下，将0.05wt.％浓度PVA溶液均匀喷淋在支撑材料上烘干制得基膜。

涂膜液的配制：将19.9kg乙二醇单甲醚溶液(MC)倒入搅拌釜中，加入0.1kg磺化聚砜(磺化度25％)，在常温下搅拌溶液充分溶解。其中，磺化聚砜的固含量为0.5wt.％，樟脑磺酸的固含量为0.5wt.％，溶剂添加量为99.0wt.％，搅拌均匀后静止脱泡。

将涂膜室的湿度控制在40％左右，温度控制在25℃左右，在洁净的涂膜室内进行涂膜，涂膜膜速度为4m/min，蒸发时间为5s，采用浸渍涂敷方式，并经过一定温度的烘箱进行烘干得到复合纳滤膜。

按照常规的膜性能评价方法，在压力为0.41MPa，料液温度为25℃，复合纳滤膜对250mg/L的硫酸钠截留率为88.5％，对250mg/L的氯化钠截留率为36.9％，对PEG1000(相对分子量为1000)的截留率为91.4％。

实施二：

基膜制备：首先配制0.1wt.％浓度PVA溶液，在25℃温度和55％空气相对湿度条件下，将0.1wt.％浓度PVA溶液均匀喷淋在支撑材料上烘干制得基膜。

涂膜液的配制：涂膜工艺同实施一