[发明专利]一种耐高温精密截留分子量超滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐高温精密截留分子量超滤膜及其制备方法，加入GO提高了超滤膜的水通量和亲水性，但截留率有所降低，水通量衰减系数降低，其抗污性能增强，并且能够有效的提高其耐高温性能；提高了超滤膜对低分子量物质的截留，提高了过滤产品的品质。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，更具体地，涉及一种耐高温精密截留分子量超滤膜及其制备方法。

背景技术

超滤技术是节能、高效、绿色的新型分离技术，被广泛应用于工业领域的分离、提纯和浓缩。但是，在超滤过程中出现的膜污染现象易导致通量下降，分离性能劣化。通过对超滤膜进行亲水性改性可以有效的提高膜的抗污染性能。

超滤分离技术是在20世纪60年代发展起来的膜分离技术之一。目前，对于国外，已经将超滤膜技术应用于饮用水处理技术领域了，而我国主要应用在工业水处理方面，并且随着国内工业水平的快速发展，其在化工、钢铁冶炼、电力等工业领域的废水处理方面得到了广泛的应用，并且随着工业发展的同时，水污染也越来越严重，导致了可利用水资源的短缺问题日益凸显；据统计，目前原水中已经检测出超过2000种有机污染物，大多数有机污染物采用常规的处理工艺和方法难以脱除，使得饮用水的品质较差，甚至难以达到饮用水的标准，而超滤技术由于其特殊性，在这方面得到了广泛的应用，并且带来了显著的效果。

但是，随着医药行业、环保行业的快速发展，使得对超滤膜产品的种类和性能提出了更高的要求，尤其是对截留低分子量的超滤膜的市场需求日益增大。在生物工程和医药工业领域，需要处理大量低分子量的可溶性物质和分子量为几千左右的酶、病毒、蛋白质等高分子物质，而对于此类物质的处理，当前在国内普遍采用的是纳滤膜和无机膜来进行处理；但纳滤膜的制备方法复杂，操作压力比超滤膜高很多，且分离过程的渗透通量低，无法满足市场需求；无机膜则存在难密封的问题；于此同时，国外对于超滤膜的研究，主要集中在对截留分子量为几万到几十万的超滤膜研究，对于超滤膜对低分子量的截留研究的报道相对较少。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种耐高温精密截留分子量超滤膜及其制备方法，加入GO提高了超滤膜的水通量和亲水性，但截留率有所降低，水通量衰减系数降低，其抗污性能增强，并且能够有效的提高其耐高温性能；提高了超滤膜对低分子量物质的截留，提高了过滤产品的品质。

根据本发明实施例的第一个方面，提供一种耐高温精密截留分子量超滤膜制备方法，包括：

制备氧化石墨烯；将石墨棒作为阳极，惰性电极为阴极，三羟甲基氨基甲烷-盐酸为缓冲液，在恒压直流电压下进行电解剥离，得到氧化石墨烯分散液；将氧化石墨烯分散液过滤后冷冻干燥，得到氧化石墨烯；

称取制得的氧化石墨烯2g，200ml浓硝酸和500ml浓硫酸一起放入2L反应容器中，得到混酸溶液，对所述混酸溶液进行超声处理，超声功率为500w；混酸溶液中加入500ml氢氧化钠溶液，静置12h；

倒出上层清液，继续加入蒸馏水，静置，此过程反复进行4次后，用离心机进行离心分离，离心机转速为3500rmp；将底层沉淀物取出后在85℃下真空干燥，得到酸化改性之后的改性氧化石墨烯GO；

将改性GO加入到有机溶液中，其中改性GO质量百分比计为10-24％；再加入粉末状的聚偏氟乙烯PVDF，调整温度为76℃，搅拌溶解1.5h，过滤除去杂质，再将其进行真空脱除气泡，获得铸膜液；将铸膜液均匀地刮在无纺布上，并采用水浴处理，使得其凝固转化成膜，再采用82℃的水清洗，获得湿态基膜；

将湿态基膜浸泡入改性剂溶液中，浸泡处理6h；其中改性剂溶液的温度为78℃，取出湿态基膜，在92℃下烘干，获得GO/PVDF复合膜。

作为优选的，所述恒压直流电的电压为35V；电解剥离的时间为40h；所述石墨棒的纯度大于99.999％。

作为优选的，得到酸化改性之后的改性氧化石墨烯GO后，还包括：