[发明专利]一种大通量抗压超滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大通量抗压超滤膜及其制备方法，制备步骤为：将聚合物与有机溶剂混合，活化，搅拌，加入双亲性嵌段共聚物继续搅拌，使聚合物与双亲性嵌段共聚物完全溶解，静置脱泡，得到铸膜液；将无机盐溶解于去离子水中得到凝固浴；将铸膜液均匀倾倒于玻璃平板之上，用刮刀刮平，将带有铸膜液的玻璃平板浸没于凝固浴中，待凝胶化后取出，得到一种大通量抗压超滤膜；所述聚合物为粘均分子量16000～22000的聚砜、重均分子量50000～70000的聚醚砜或重均分子量为150000的聚芳砜，本发明涉及的超滤膜兼具高通量和高抗压性能。本发明的方法简单可靠、成本低廉、适用于大规模工业生产。

技术领域

本发明涉及一种高性能超滤膜材料及其制备方法，特别是涉及一种大通量抗污染超滤膜及其制备方法。

背景技术

近年来,水资源短缺和水污染日益严重对我国饮用水安全保障形成了威胁。同时,新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749–2006)对饮用水水质提出了更高要求，使得基于传统“混凝-沉淀-过滤-消毒”的水处理工艺已难以满足限行标准。膜分离技术作为一种深度水处理技术，近年来在我国取得了快速发展，尤其在饮用水处理领域，已逐步成为我国饮用水安全工程建设的重要组成部分，被许多学者称为“第三代水处理工艺”中的优选技术。

在超滤技术的大规模应用中，由于超滤过程属于单级瞬时过滤，膜材料的表面孔隙率和支撑层结构是决定其分离效率的关键因素。如何同时提高超滤膜表面孔隙率、抑制支撑层大孔缺陷(Macrovoids)形成，是提升超滤膜通量、防止压力驱动过程中膜材料压实的关键，对于推动超滤技术在水处理领域的应用具有重要的现实意义。但是，在传统超滤膜制备过程中，基于相分离过程的动力学和热力学特征，膜材料表面孔隙率与支撑层大孔缺陷存在相互制约关系，即提升膜表面孔隙率通常伴随着大孔隙的增加，反之亦然，限制了超滤技术的进一步推广。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种适用于水处理过程的大通量抗压超滤膜。

本发明的第二个目的是提供一种大通量抗压超滤膜的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种大通量抗压超滤膜制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚合物与有机溶剂混合，在氮气保护下加热至40-60℃活化1-2小时，再在60-80℃、转速为400-600rpm的条件下搅拌2-4小时，后加入双亲性嵌段共聚物继续搅拌，使聚合物与双亲性嵌段共聚物完全溶解，并在30-45℃下静置脱泡2-5小时，得到铸膜液；所述聚合物、有机溶剂、双亲性嵌段共聚物质量比为(20-25):(68.8-74):(1-11.2)；

(2)将无机盐溶解于15-35℃的去离子水中，使无机盐浓度为30-850g/L，得到凝固浴；

(3)将所得铸膜液均匀倾倒于玻璃平板之上,用间隙高度为150-500μm的刮刀刮平，将带有铸膜液的玻璃平板浸没于凝固浴中，待凝胶化后取出，得到一种大通量抗压超滤膜；

所述聚合物为粘均分子量16000～22000的聚砜、重均分子量50000～70000的聚醚砜或重均分子量为150000的聚芳砜。

有机溶剂优选为二甲基甲酰胺(DMF)，二甲基乙酰胺(DMAC)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基亚砜(DMSO)中至少一种。

双亲性嵌段共聚物其重复单元为PPO-PEO-PPO或PEO-PPO-PEO；

所述重复单元为PEO-PPO-PEO的嵌段共聚物为巴斯夫公司生产的Pluronic F127，Pluronic F108，Pluronic F68，Pluronic L121，Pluronic L101，Pluronic L61，PluronicP123，Pluronic P105和Pluronic P85中至少一种；