[发明专利]高通量抗污复合滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高通量抗污复合滤膜的制备方法，将聚合物材料溶解于溶剂中配制成静电纺丝溶液，再进行静电纺丝，得到纳米纤维，随后进行冷压处理得到纳米纤维基膜；将聚电解质溶于溶剂中得到涂覆溶液，然后涂覆在纳米纤维基膜上，在室温下放置，阴干，得到表面有完整皮层的纳米纤维基复合膜，随后将其浸泡在与表面皮层带相反电荷的染料中，即得高通量抗污复合滤膜。本发明以染料“污染层”作为复合膜功能阻隔层的组成部分，能够使构筑的复合滤膜同时具备良好的抗污效果和高渗透性，并且制备方法简单易行、环境友好，能够实现对复合膜功能阻隔层的表面孔径进行精细调控，适用于规模化的生产。

技术领域

本发明涉及分离复合膜的制备，具体涉及一种高通量抗污复合滤膜的制备方法。

背景技术

印染行业排放的大量高浓度染料废水是工业废水的主要来源之一。多数染料性质极其稳定，结构较为复杂，不易降解，具有致癌、致畸、致突变效应。高效处理印染废水不仅可以保护人类和其他生物的生命安全，还可以对被净化的水和回收的染料再利用，以缓解我国严重的缺水危机，走可持续性发展道路。但印染废水具有色度大、有机污染物含量高、组分复杂、水质变化和生物毒性大以及难生化降解等特点，使处理染料废水的难度加大。膜分离技术由于具有分离效率高、操作简单、能耗低、化学添加剂用量少等独特优点而成为废水处理领域的研究热点，它可以在分子级别对物质进行选择性地分离，特别适合对印染废水资源化处理。复合滤膜是近年来开发的一种新型分离膜，具有渗透性能好、耐压性强、选择分离性能佳等优势。它由很薄且致密的阻隔层与高孔隙率的多孔基膜复合而成，可以通过选取不同的成膜材料和制膜工艺分别制备基膜和阻隔层，以达到膜整体性能的最优化。功能阻隔层的性质直接决定复合膜过滤性能，而多孔基膜在过滤过程中起支撑复合膜阻隔层并维持其形态的作用。利用复合滤膜处理染料废水时脱色率高、有机物去除率高，但往往存在渗透通量低、膜污染严重等缺点，大大降低了膜的分离效率，缩短膜的使用寿命，增加操作成本，制约了复合膜的广泛应用。

被分离物质容易吸附在膜表面和膜孔内是造成膜污染的主要原因。目前研制抗污染的膜是解决膜污染问题的根本途径，也是膜分离领域的关键科学问题之一，其主要目标是抑制膜材料的表面吸附。目前制备亲水复合膜的常用方法有物理共混法、表面涂覆法、表面接枝改性法、仿生粘合法等，但这些方法很难使复合膜同时具有良好抗污性能和高渗透性。

发明内容

发明目的：本发明提供一种高通量抗污复合滤膜的制备方法，解决制备复合膜的方法不能使复合膜同时具有良好抗污效果和高渗透性的问题。

技术方案：本发明所述的一种高通量抗污复合滤膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚合物材料溶解于溶剂中配制成质量分数为4～40wt％的静电纺丝溶液，再进行静电纺丝，得到纳米纤维，随后进行冷压处理即得纳米纤维基膜；

(2)将聚电解质溶于溶剂中，配制成总质量分数为0.1-10wt％的均匀溶液，得到涂覆溶液；

(3)将步骤(2)得到的溶液涂覆在步骤(1)得到的纳米纤维基膜上，在室温下放置6-72h，阴干，即得表面有完整皮层的纳米纤维基复合膜；

(4)将得到的表面有完整皮层的纳米纤维基复合膜浸泡在与表面皮层带相反电荷浓度为10-1000mg/L的染料中，浸泡10-360min，即得高通量抗污复合滤膜。

其中，所述步骤(1)中的聚合物材料为聚丙烯腈、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚砜、聚苯乙烯、聚乙烯醇和聚氧化乙烯中的至少一种。

所述步骤(2)中的聚电解质为聚阳离子电解质或聚阴离子电解质。

所述聚阳离子电解质为壳聚糖、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡啶和聚二甲基二烯丙基氯化铵中的至少一种。

所述聚阴离子电解质为聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚偏磷酸、聚苯乙烯磺酸和聚乙烯磺酸中的至少一种。