[发明专利]一种有机-无机复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机‑无机复合膜及其制备方法。该有机‑无机复合膜通过以下步骤制备得到：(1)将有机成膜聚合物、极性共聚物和溶剂配置成制膜液；(2)将制膜液转入成膜凝固浴中，制备得到有机超滤膜；(3)通过交替浸渍法对步骤(2)制得的有机超滤膜的表面和内部负载无机粒子，得到所述的有机‑无机复合分离膜。本发明的复合膜具有高亲水性、高通量和对染料高截留率的特点；且制备方法，简单易行，适用于连续稳定生产。

技术领域

本发明属于高分子分离膜领域，具体涉及一种有机-无机复合膜及其制备方法。

背景技术

随着资源成本的不断上升和环保意识的逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术，更是国家环保产业发展水平的重要标志。在水处理技术的发展过程中，膜技术由于高效、实用、可调、节能和工艺简单等优点，已被广泛应用于水处理中，并产生了极高的经济效益，在现代经济发展和人民的日常生活中扮演着重要的角色。随着我国净水及污水处理标准的不断攀升，膜技术已经从工业水处理行业转移至净水、市政污水及给水领域。

膜技术分类中，以压力为推动力的膜分离技术可分为反渗透、纳滤、超滤以及微滤四类；以制造膜的材料来分又可分为有机合成材料膜、陶瓷膜以及其它材料。

膜分离过程的关键是膜材料，而评价分离膜材料的好坏主要有两方面的指标：一是膜的强度和稳定性；另一个是分离性能，包括分离选择性和透过速率。好的分离膜应有高的强度，好的稳定性，高的选择性，大的透过速率和优越的抗污染性能。有机高分子具有弹性高，韧性好，分离性能优良等优点，但存在透气率低，抗腐蚀性差及不耐高温等弱点；无机膜，尤其是陶瓷膜，有许多独特的物理、化学性能，尤其在涉及高温以及有腐蚀性环境的分离过程中，有着高聚物膜无可比拟的优势，但因受扩散限制，分离性能较差。在膜材料的研究过程中，人们发现，将两种材料有效地结合在一起，得到一种新型的有机/无机复合材料，可以同时得到兼具优良的分离性能和耐受性高的新型的分离膜材料。

中国专利CN100463712C增强型有机—无机杂化膜，其通过将无机前驱体直接加入到有机高聚物的制膜液中得到共混铸膜液，各物质在共混铸膜液中的质量百分含量分别为：有机高聚物10％-20％、添加剂0-10％、溶剂55-80％、无机前驱体0-24％；铸膜液于25℃-75℃熟化1-2天后流延或纺丝；流延或挤出的制膜液在空气中预蒸发0-120s后进入pH＝0.4-4或pH＝10-13的凝固浴中，固化后并在凝固浴中继续浸泡5-25分钟，再在纯净水中浸泡1-2天得到。该发明制得的平板杂化膜或中空纤维杂化膜在透过性能和截留性能不变且能获得更高的机械强度。然而上述专利虽然提高的了复合膜的机械强度，但并没有解决水处理过程中污染物处理量大，种类反复，复合膜通量衰减严重的问题。

基于现有技术中对复合膜性能改善的需求，本发明公开了一种有机-无机复合膜及其制备方法，本发明的复合膜具有高亲水性、高通量和对染料高截留率的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机-无机复合膜及其制备方法。本发明采用浸没沉淀相转化法将成膜聚合物、极性共聚物组成的制膜液制备成超滤膜，接着通过交替浸渍法在超滤膜的表面、膜孔和内部均匀负载无机粒子，制备有机-无机复合膜；因无机粒子天然的高亲水性能，使得有机-无机复合膜具有高通量、高亲水性能和对染料的高截留率。

为了达到上述的目的，本发明采取以下技术方案：

一种有机-无机复合膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将有机成膜聚合物、极性共聚物和溶剂配置成制膜液；

(2)将制膜液转入成膜凝固浴中，制备得到有机超滤膜；

(3)通过交替浸渍法对步骤(2)制得的有机超滤膜的表面和内部负载无机粒子，得到所述的有机-无机复合分离膜。