[发明专利]一种高强度大通量多孔纳滤膜及其制备方法

说明书

一种多孔中空纤维纳滤膜及其制备方法，所述多孔中空纤维纳滤膜包括多孔中空纤维超滤基膜和脱盐层，所述多孔中空纤维超滤基膜内表面孔径为12‑35nm，外表面孔径为0.5‑1.5μm，所述脱盐层形成于所述多孔中空纤维超滤基膜的内表面上，所述脱盐层为聚乙烯醇和交联剂的反应产物。该多孔中空纤维纳滤膜耐压性好、强度高，同时具有良好的通量和脱除率。

技术领域

本发明属于纳滤膜技术领域，特别涉及一种高强度大通量多孔纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤膜是一种截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间的分离膜。纳滤膜通常包括基膜和形成于基膜表面的脱盐层。纳滤膜的孔径约为1-2nm，表面为具有脱盐效果的聚电解质聚合物，能够有效脱除水中大部分多价离子和部分小分子有机物。随着膜分离技术的发展，纳滤膜在家用净水和工业水处理领域已得到广泛应用。内压纳滤膜是指待过滤的液体通入纳滤膜腔孔内部，在内部压力的作用下，小分子物质通过膜内表面，其余物质被截留的非对称型中空纤维或中空管状纳滤膜。内压纳滤膜凭借单位体积装填密度大、进水水质要求低和不易污堵等优点，受到广泛关注。

内压中空纤维纳滤膜是目前应用最广的内压纳滤膜。目前对于内压中空纤维纳滤膜的研究主要以通过优化脱盐层的制法或组成来改善通量、截留率、耐热性等性能为主。CN110141980A通过在聚砜类基膜的相分离过程中，使铸膜液中的聚乙烯醇(PVA)迁移至膜表面，与芯液中的戊二醛发生同步交联反应，制备不同脱盐率的内压中空纤维纳滤膜。CN110917912A通过在中空纤维超滤基膜的皮层上通过交联形成一层交联聚多胺致密选择层，制备耐热内压中空纤维纳滤膜。

但是，现有的内压中空纤维纳滤膜耐压性差、强度低，在使用过程中进水压力受到限制，存在断丝风险。

因此，本领域需要一种耐压性好、强度高同时具有良好的通量和脱除率的内压中空纤维纳滤膜。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高强度大通量多孔内压纳滤膜及其制备方法。本发明提供了一种具有单向梯度孔结构的多孔内压超滤膜，再通过PVA与交联剂在该多孔内压超滤膜内表面进行交联，得到高强度大通量的多孔内压纳滤膜产品。

具体而言，本发明的一个方面提供一种多孔中空纤维纳滤膜，所述多孔中空纤维纳滤膜包括多孔中空纤维超滤基膜和脱盐层，所述多孔中空纤维超滤基膜外表面孔径大于内表面孔径，所述脱盐层形成于所述多孔中空纤维超滤基膜的内表面上，所述脱盐层为聚乙烯醇和交联剂的反应产物。

在一个或多个实施方案中，所述多孔中空纤维超滤基膜内表面孔径为12-35nm，外表面孔径为0.5-1.5μm。

在一个或多个实施方案中，所述多孔中空纤维超滤基膜内表面孔径为15-30nm。

在一个或多个实施方案中，所述多孔中空纤维超滤基膜外表面孔径为0.6-1.3μm。

在一个或多个实施方案中，所述多孔中空纤维超滤基膜中产水流道的孔径由内表面向外表面逐渐增大。

在一个或多个实施方案中，所述多孔中空纤维超滤基膜外径为2-6mm，内径为0.7-2mm。

在一个或多个实施方案中，所述多孔中空纤维超滤基膜具有3-7个腔孔。

在一个或多个实施方案中，所述多孔中空纤维超滤基膜的材质选自聚砜、聚醚砜和聚丙烯腈中的一种或多种。

在一个或多个实施方案中，所述交联剂选自戊二醛、对苯二甲醛和均苯三甲酸中的一种或多种。

本发明的另一个方面提供一种制备多孔中空纤维纳滤膜的方法，所述方法包括：