[发明专利]一种亲水改性可再生超滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种亲水改性可再生超滤膜的制备方法，属于环保材料技术领域。本发明先将微晶纤维素和乳酸加热搅拌反应，制得混合预聚体；再将混合预聚体、硅酸酯、钛酸酯和三氯甲烷依次倒入反应釜中，恒温搅拌反应6～7h后，过滤，洗涤，干燥，得干燥滤渣；将干燥滤渣和水混合后，再加入纤维素酶，调节pH至4.5～6.5后，恒温搅拌酶解2～3h后，升温灭酶，得灭酶分散液；将所得灭酶分散液减压浓缩后保温静置脱泡，得成膜液，再经流延成膜后，固化干燥，揭膜，得膜坯；将膜坯用碱液超声浸渍后，水洗，干燥，即得亲水改性可再生超滤膜。本发明技术方案制备的亲水改性可再生超滤膜具有优异的亲水性和抗污性能特点。

技术领域

本发明公开了一种亲水改性可再生超滤膜的制备方法，属于环保材料技术领域。

背景技术

超滤技术以机械筛分为主要分离机理，通过压力驱动实现过滤分离。超滤技术对水源水中颗粒物质和原生动物有极好的去除效果，有效保证了处理水质和饮用水生物安全性。超滤过程不发生化学反应，不需要热输入，无需对处理媒介进行再生处理。相比消毒、蒸馏、介质过滤等水处理工艺，超滤技术无二次污染，环境友好。超滤工艺占地面积小、易于实现模块化、自动化程度高。以上这些优势使超滤技术大规模应用在水处理中。随着工业制造成本的降低，超滤膜价格会进一步下降，超滤技术会迎来更广泛的应用。超滤膜是超滤工艺的核心组成，对超滤工艺的效果起着至关重要的作用。超滤工艺中的主要问题均与超滤膜相关。膜污染是目前学术界公认的阻碍超滤技术发展的最大障碍。膜污染源于污染物在膜孔或膜表面沉积或堵塞，造成超滤膜分离性能、过水能力下降；运行成本提升。近年来研究人员对于膜污染机理及控制策略进行了深入广泛的研究，但超滤膜膜污染现象，尤其是水力不可逆污染问题仍没有得到彻底解决。膜技术中另一个问题是超滤膜机械强度不足。超滤膜机械强度不足问题主要发生在有机材料超滤膜中。过滤过程中，超滤膜经受水力冲刷；反洗及曝气过程中，超滤膜承受水流剪切力、气泡的剪切力等作用。长时间运行易发生超滤膜丝破损甚至断裂，直接影响超滤工艺效果和超滤膜使用寿命。

而传统采用聚乳酸作为原料制备的超滤膜因聚乳酸本身亲水性较差，用于水相体系时易造成严重的膜污染，膜污染后导致膜通量快速衰减，过滤性能下降的问题，因此，如何使超滤膜发挥更好的性能成为了本技术领域亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统采用聚乳酸作为原料制备的超滤膜因聚乳酸本身亲水性较差，用于水相体系时易造成严重的膜污染，膜污染后导致膜通量快速衰减，过滤性能下降的问题，提供了一种亲水改性可再生超滤膜的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种亲水改性可再生超滤膜的制备方法，具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，依次取10～20份微晶纤维素，20～30份乳酸，加热搅拌反应，得混合预聚体；

（2）按重量份数计，依次取40～60份混合预聚体，80～100份三氯甲烷，8～10份硅酸酯，10～15份钛酸酯，3～5份催化剂，先将混合预聚体、硅酸酯、钛酸酯和三氯甲烷依次倒入反应釜中，恒温搅拌反应6～7h后，过滤，洗涤，干燥，得干燥滤渣；

（3）将干燥滤渣和水按质量比为1：5～1：10混合后，再加入干燥滤渣质量3～5%的纤维素酶，调节pH至4.5～6.5后，恒温搅拌酶解2～3h后，升温灭酶，得灭酶分散液；

（4）将所得灭酶分散液减压浓缩后保温静置脱泡，得成膜液，再经流延成膜后，固化干燥，揭膜，得膜坯；

（5）将膜坯用碱液超声浸渍后，水洗，干燥，即得亲水改性可再生超滤膜。

步骤（1）所述微晶纤维素为极限聚合度为80～120的微晶纤维素。

步骤（2）所述硅酸酯为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或正硅酸丙酯中的任意一种。