[发明专利]中空纤维重金属吸附超滤膜的制备方法

说明书

一种中空纤维重金属超滤膜，其特征在于该超滤膜的原液采用PVDF、聚砜、聚醚砜、PVC、PMIA中的至少一种作为聚合物树脂，该聚合物树脂中咪唑基与环氧基。本发明还公开了一种膜组件和超滤膜的制备方法。与现有技术相比，本发明的优点在于：所得产物的重金属去除率能达到95％以上，并且同时对水中常规矿物离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等无法去除，因此可实现净水过程中保留常规矿物离子而去除重金属离子。

技术领域

本发明涉及一种过滤膜，属于膜的水处理技术领域，本发明还涉及膜组件和膜的制备方法。

背景技术

现有超滤膜一般去除相对分子量1000以上有机物，超滤膜在饮用水中净化过程中并不能去除重金属，长期饮用超滤膜过滤饮用水存在重金属超标现象。

通过对超滤膜进行改性来达到去除重金属微粒的技术文献已经早有公开，具体地，超滤膜的改性方法主要有物理方法和化学方法。前者如共混法，是将具有重金属吸附点位的物质与成膜材料进行物理混合制成中空纤维膜丝，共混由于引进大量混合物，使得铸膜液在均匀度上受到影响，从而影响了膜孔结构的形成等。化学方法主要有电晕、紫外、等离子等辐照进行改性，这些改性只是在短时间内提高材料的性能。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种通过咪唑基团进行改性从而提高重金属去除率的超滤膜。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种通过咪唑基团进行改性从而提高重金属去除率的超滤膜膜组件。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种通过咪唑基团进行改性从而提高重金属去除率的超滤膜的制备方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种中空纤维重金属吸附超滤膜，其特征在于其特征在于该超滤膜的原液采用PVDF、聚砜、聚醚砜、PVC、PMIA中的至少一种作为聚合物树脂，该聚合物树脂中咪唑基与环氧基摩尔比满足如下条件：

—CH(O)CH—＝5:1～1:6；

该超滤膜满足如下条件：

外压纯水通量在100-600(L/M2*H*bar)；

截留分子量在1～7万Da之间。

作为优选，该超滤膜重金属去除率在95％以上。

作为优选，所述的重金属为Cd、Cr、Pb、As中的至少一种。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种具有中空纤维重金属吸附超滤膜的膜组件，其特征在于包括壳体及设于该壳体内的中空纤维重金属超滤膜。

本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种中空纤维重金属吸附超滤膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

①制膜原液制备，将聚合物树脂及添加剂溶解在溶剂中，所述的溶剂为DMAC、DMF、NMP、DMSO的至少一种，同时添加聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮或氯化锂作为添加剂；

②中空纤维膜制作，采用双层管状喷嘴内外同时喷出制膜原液，浸渍于含有纯水或者盐水的凝固浴中，形成中空纤维膜；

③去除有机溶剂，中空纤维膜中除去有机溶剂，得到初生中空纤维膜；

④初生中空纤维膜浸泡在含有基团水溶液中，进行一次浸泡，再加入戊二醛和硫酸钾进行二次浸泡；一次浸泡时间范围为10～240min，浸泡温度5～30℃；二次浸泡时间范围为5～60min，浸泡温度40～80℃；

⑤浸泡后除去多余有机分子，得到中空纤维重金属超滤膜。

作为优选，所述聚合物树脂在制膜原液中的重量百分比浓度为15～35％。