[发明专利]一种高性能聚硫酸盐超滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型高性能聚硫酸盐超滤膜的制备方法，包括以下步骤,将干燥后的Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tx纳米片通过探针超声处理后分散在溶剂中，获得Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tx纳米片胶液；将Tisubgt;3/subgt;Csubgt;2/subgt;Tx纳米片胶液通过超声和搅拌分散在溶剂中得到混合溶液，然后将聚硫酸盐在磁力搅拌下分散到混合溶液中，配成铸膜液，真空脱泡，在玻璃板上刮膜，采用相分离方法烘干后得到改性的聚硫酸盐超滤膜。本发明采用上述方法的一种新型高性能聚硫酸盐超滤膜的制备方法，制成的改性聚硫酸盐超滤膜具有较高的孔隙率和较强的表面亲水性，水通量大幅度提升，具有较高的防污能力，在膜分离领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子膜分离技术领域，特别是涉及一种新型高性能聚硫酸盐超滤膜的制备方法。

背景技术

世界人口的快速增长和环境污染加剧了水资源短缺的问题，威胁着全球至少20亿人的健康，迫切的需要从污染的水中收集清洁的饮用水。超滤(UF)由于其具有工业规模化的生产力和高分离能力，被公认为是废水和危险水预处理的一种高效和经济的技术。

聚合物具有柔韧性和溶液加工能力，是制备超滤膜(UFM)的主要材料，如聚砜(PSf)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)等，特别是PES由于其良好的综合性能，被广泛用于UFM制造和分离应用。然而，PES膜的耐酸/耐碱性能仅限于pH＝2-12范围，这阻碍了其进一步的应用并缩短了其使用寿命。实验室提出了一种新型聚硫酸盐超滤膜，进一步增强了传统聚合物的分离性能，例如耐酸/碱性将pH范围扩展到1-13，但是由于其膜的表面亲水性差，相对较低的通量仍阻碍实际应用。

目前已经采取了很多策略来增强聚合物UFM的通量而不降低排斥效率，包括膜接枝，聚合物链修饰和共混改性等，其中共混改性具有改性制膜一体化，简单化等优点，是目前应用最广泛的改性方法。为了满足高通量和良好防污能力的要求，掺杂的纳米材料应同时具有亲水性(加速相分离)和薄性(降低表面粗糙度)。因此，亲水性和超薄2D MXene纳米片由于其丰富的亲水官能团化学固定在纳米片表面而成为理想的候选者。但关于MXene纳米片来调整NIPS工艺的还没有专利报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型高性能聚硫酸盐超滤膜的制备方法，以解决上述PES膜耐酸碱性较低、水通量较低和防污性能较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种新型高性能聚硫酸盐超滤膜的制备方法，包括以下步骤,

1)Ti₃C₂Tx纳米片的制备：将氟化锂溶解在装有酸性溶液的圆底烧瓶中，配成蚀刻液，随后将Ti₃C₂Tx粉末逐步加入到蚀刻液中得到混合物，将混合物搅拌得到酸性产物，利用离心机对酸性产物进行水洗，直到上清液的pH值达到6.5，将下层沉淀物放入真空冷冻干燥机中干燥，得到Ti₃C₂Tx纳米片；

2)Ti₃C₂Tx纳米片胶液的制备：将干燥后的Ti₃C₂Tx纳米片通过探针超声处理后分散在溶剂中，获得Ti₃C₂Tx纳米片胶液；

3)聚硫酸盐超滤膜的制备：将Ti₃C₂Tx纳米片胶液通过超声和搅拌分散在溶剂中得到混合溶液，然后将聚硫酸盐在磁力搅拌下分散到混合溶液中，配成铸膜液，真空脱泡，在玻璃板上刮膜，采用相分离方法烘干后得到改性的聚硫酸盐超滤膜。

优选的，步骤1)中的酸性溶液为盐酸溶液或硫酸和双氧水的混合溶液。

优选的，步骤1)中混合物的搅拌温度为30-50℃，搅拌时间为24-72小时。