[发明专利]铸膜液、平板超滤膜及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种铸膜液、平板超滤膜及其制备方法、应用。所述铸膜液包括：65～88％的溶剂、4～12％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和8～28％的聚偏氟乙烯(PVDF)，百分比均为质量百分比；所述溶剂包括甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基乙酰胺(DMAC)，所述NMP和所述DMAC的质量比为(0.3～5):1。采用该铸膜液制备的平板超滤膜具有亲水性好、水通量高、抗污染性强的优点，尤其适用于水处理设备。

技术领域

本发明涉及一种铸膜液、平板超滤膜及其制备方法、应用。

背景技术

超滤膜是一种用于超滤过程能将一定大小的高分子胶体或悬浮颗粒从溶液中分离出来的高分子半透膜。超滤膜以压力为驱动力，膜孔径为1～100nm，属非对称性膜类型。其孔密度约10/cm，操作压力差为100～1000kPa，适用于脱除胶体级微粒和大分子，能分离浓度小于10％的溶液。

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种线型半结晶型聚合物，由于C-F键键长较短，键能高，使其具有力学性能优良、耐热、耐化学腐蚀、耐冲击、不易降解、易成膜等诸多优点，因为被认为是制备水处理分离膜的优选材料之一。然而在水分离过程中，由于PVDF的强疏水性使水透过膜孔所需要的驱动压力很大，增加水处理过程的能耗。同时，疏水性的膜表面容易吸附蛋白质、微生物、胶体等有机物质，从而导致膜孔堵塞，渗透通量下降，缩短了膜的使用寿命。

平板超滤膜作为有机高分子分离膜的一种重要形式，同样面临上述问题。为了提高膜的水通量、降低膜污染、延长膜的使用寿命，研究者对PVDF基平板超滤膜做了一系列改性，其中，亲水性改进研究较多，主要包括四大类：共混改性、共聚改性、表面接枝改性和表面涂覆改性。亲水性改性对改善PVDF基平板超滤膜的水通量和抗污染性帮助，但作用有限，PVDF基平板超滤膜的改性有待进一步研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术的PVDF基平板超滤膜亲水性差、水通量不高、抗污染性差的缺陷，提供了一种铸膜液、平板超滤膜及其制备方法、应用。利用本发明的铸膜液制备的平板超滤膜具有亲水性好、水通量高、抗污染性强的优点，尤其适用于水处理设备。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种铸膜液，其包括：65～88％的溶剂、4～12％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和8～28％的聚偏氟乙烯(PVDF)，百分比均为质量百分比；所述溶剂包括甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基乙酰胺(DMAC)，所述NMP和所述DMAC的质量比为(0.3～5):1。

本发明中，所述聚乙烯吡咯烷酮可为本领域常规，例如可为PVP-K30、PVP-K90、PVP-K15和PVP-K17等，较佳地为PVP-K30。

本发明中，所述铸膜液中所述溶剂的含量较佳地为65～75％，或70～88％。

本发明中，所述铸膜液中所述PVP的含量较佳地为6～12％，或4～10％，或5～8％，或7～12％。

本发明中，所述铸膜液中所述PVDF的含量较佳地为15～25％，或8～18％，或20～28％，或15～22％，或12～20％，或10～15％，或10～16％。

本发明中，所述NMP和所述DMAC的质量比较佳地为(1～4):1或(0.3～3):1，例如1:3。

本发明中，所述铸膜液中所述NMP的含量较佳地为50～55％，或35～44％，或40～50％，或45～55％，或15～28％。

本发明中，所述铸膜液中所述DMAC的含量较佳地为13～20％，或30％～36％，28～35％，或26～33％，或55～65％。

在本发明较佳的实施方案中，所述铸膜液包括65～75％的溶剂、6～12％的PVP和15～25％的PVDF，所述溶剂为质量比为(1～4):1的NMP和DMAC。