[发明专利]用于染料脱盐的中空纤维膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于染料脱盐的中空纤维膜的制备方法，包括如下步骤：1)将成膜聚合物、纳米无机粒子、水溶性无机盐、溶剂和硼氢化物混合均匀，配成铸膜液；2)利用湿法纺丝的方法将铸膜液挤出得到纺丝细流，纺丝细流经第一道、第二道凝固浴后得到可用于染料脱盐的中空纤维膜；其中，第一道凝固浴为水或浓度低于50wt.％的溶剂I水溶液，其中溶剂I为乙醇、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺；第二道凝固浴为pH＝1.0～5.0的酸性溶液；纺丝细流从第一道凝固浴进入第二道凝固浴时，其表层为固态，芯部为液态。该方法简单，制得中空纤维膜对染料分子的截留率高于95％，而对无机盐的截留率低于10％，基本实现一步过滤染料脱盐。

技术领域

本发明属于膜技术领域，特别是涉及一种用于染料脱盐的中空纤维膜的制备方法。

背景技术

由于大多数水溶性染料分子量小于2000道尔顿，仅有纳滤和反渗透工艺出水能满足现行的排放要求。纳滤膜截留分子量(MWCO)介于200-1000道尔顿之间，借助孔径筛分、道南效应对染料分子截留率接近100％，而对一价盐截留率较低，为实现染料与盐分离、废水资源化利用创造了条件。针对纳滤处理染料废水研究，国内外学者从纳滤膜修饰改性，膜材料，膜构型，膜工艺等方面进行了探索。新加坡国立大学Chung Tai-Shung课题组采用光接枝法改性磺化聚亚苯基砜膜，制备了表面带正电性的纳滤膜，成膜对带正电染料番红O截留率99.5％，而对带负电染料酸性橙II的截留率约为60％；美国密歇根州立大学MerlinL.Bruening课题组制备的PSS/PAH层层自组装平板纳滤膜对活性橙RB16、活性蓝RB4、活性黑RB5截留率99.9％，氯化钠/染料分离因子超过2200；印度甘地大学Usha K.Aravind课题组制备的CHI/PAA层层自组装平板纳滤膜对活性黑RB5染料截留率99.99％，NaCl/染料分离因子超过8000。北京工业大学王乃鑫课题组采用层层自组装的方式修饰管式陶瓷膜，制得的无机-有机复合纳滤膜对刚果红染料截留率为96％，NaCl截留率3％。哈尔滨工业大学邵路课题组通过界面聚合技术修饰聚醚酰亚胺中空纤维膜内壁，改性膜对番红O及苯胺蓝截留率90％。浙江工业大学沈江南课题组从工艺角度研究了直接红80染料/NaCl废水的渗滤过程，实验结果表明商业Sepro 2A和Sepro 6纳滤膜对染料截留率接近100％，而NaCl截留率5％。以上所述均为复合膜用于染料脱盐的方法，而复合膜制备工艺较复杂，膜稳定性有待提高。

天津工业大学陈英波课题组(CN201410180655.1)公开了一种中空纤维膜的制备方法，该方法将含有发泡剂的组分添加到铸膜液中，挤出物直接浸入酸性凝固浴得到了一种有效截留刚果红染料的中空纤维膜，但是该方法制得的中空纤维膜对染料分子的截留率不高，难于起到真正的染料脱盐的目的。另外，该方法利用单凝固浴直接发泡产生气体，易于产生大缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于染料脱盐的中空纤维膜的制备方法，制备过程简单，得到的中空纤维膜能有效截留染料分子，同时对一价、二价无机盐的截留率保持在较低水平。

为此，本发明的技术方案如下：

一种用于染料脱盐的中空纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

1)按照质量百分数计，铸膜液配方如下：15～30％的成膜聚合物、0.1～5％的纳米无机粒子、0.1～10％的水溶性无机盐、70～85％溶剂、0.1～10％的硼氢化物，各组分含量和为100％；所述溶剂为成膜聚合物的溶剂；

按照所述铸膜液配方配制铸膜液；

2)利用湿法纺丝的方法将所述铸膜液挤出得到纺丝细流，所述纺丝细流经第一道、第二道凝固浴后得到所述可用于染料脱盐的中空纤维膜；

其中，所述第一道凝固浴为水或浓度低于50wt.％的溶剂I水溶液，其中溶剂I为乙醇、二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺；

所述第二道凝固浴为pH＝1.0～5.0的酸性溶液；