[发明专利]一种多尺度纳米纤维反渗透膜的制备方法

说明书

一种多尺度纳米纤维反渗透膜的制备方法。提供了有效避免界面聚合反应向孔内发生，并在基膜表面生成均匀完整的聚酰胺层提升通量的反渗透膜的一种多尺度纳米纤维反渗透膜的制备方法。本发明制备的多尺度纳米纤维基膜，可以有效避免界面聚合反应向孔内发生，最终可以在基膜表面生成均匀完整的聚酰胺层。和常规单针头静电纺丝技术相比，环形无针头静电纺丝机产量更大，更利于批量化生产。

技术领域

本发明涉及反渗透膜技术领域，尤其涉及一种多尺度纳米纤维反渗透膜的制备方法。

背景技术

近年来反渗透技术在国内发展迅速，反渗透膜的使用量正在以极快的速度增长着。反渗透膜独特的分离特性，使其可以有效地去除水中的盐、有机物、细菌以及微生物等杂质。目前反渗透膜已经在家用水净化、工业废水处理以及食品医疗等行业得到了广泛的应用。另外反渗透膜在海水淡化领域的应用也取得了较好的效果，未来随着技术的进一步成熟，反渗透技术必定能够成为海水淡化的主流技术。

制备反渗透膜较常用的方法是通过相转化的方法在无纺布上覆上一层多孔超滤基膜，然后在多孔超滤基膜上进行界面聚合反应，反应生成的聚酰胺层具有很好的分离性能。但是在使用这种方法制备反渗透膜时，为了获得优异的分离性能往往需要牺牲膜片的渗透性能。为了解决这一问题，本技术领域人员开始探究新的界面聚合工艺。其中，静电纺丝技术制备的纳米纤维膜，孔隙率大且孔之间相互贯通，可以快速将通过聚酰胺层的水运输出去。因此使用静电纺纳米纤维膜作为基膜，界面聚合反应后获得的反渗透膜的渗透性能远大于传统反渗透膜片。

但是静电纺纳米纤维膜孔径较大，在界面聚合反应过程中容易出现在孔内生成聚酰胺层以及膜面聚酰胺层不完整的缺陷，对膜的性能产生很大影响。通过在静电纺纳米纤维膜表面涂覆上中间层，阻止聚酰胺层向内生长，可以避免上述问题的发生。然而在实际使用过程当中，中间层的不稳定又带来了新的问题。在高压冲击下，中间层会脱落，导致膜片的脱盐性能大幅度下降直至无法满足使用要求，因此该方法制备的膜片使用寿命较短。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了有效避免界面聚合反应向孔内发生，并在基膜表面生成均匀完整的聚酰胺层提升通量的反渗透膜的一种多尺度纳米纤维反渗透膜的制备方法。

本发明的技术方案是：一种多尺度纳米纤维反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：纺丝溶液的制备：

将盐类添加剂和线性有机高聚物依次加入正在搅拌的有机溶剂中，搅拌至溶液变得澄清，制成纺丝溶液；

S2：纺丝溶液的静置脱泡：

将纺丝溶液放置于30℃的烘箱当中，静置12h；

 S3：多尺度纳米纤维基膜的制备：

将静置脱泡后的纺丝溶液固定在烧杯托台上，将供液管一端插入烧杯底部，另一端连接在环形无针式喷头上，通过蠕动泵将纺丝溶液从烧杯中输送到喷头；将用以承载多尺度纳米纤维基膜的无纺布缠绕在接收滚筒上，并调整接收滚筒到喷头的距离、设置供液速度和滚筒转速，开启高压电源启动设备，制备得到多尺度纳米纤维基膜；

S4：水油相溶液的制备：

将间苯二胺加入纯水中30℃恒温搅拌半小时，配置成水相溶液；

将均苯三甲酰氯研磨成粉末，加入到油相溶剂中，搅拌1h，配置成油相溶液；

S5：多尺度纳米纤维反渗透膜的制备：

将多尺度纳米纤维基膜浸入水相溶液中，10-60s后取出，风刀吹干表面多余水分后，再浸入油相溶液中，20-80s后取出，置于烘箱烘干。

步骤S1中所述盐类添加剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基三甲基溴化铵或者四丁基氯化铵，添加剂用量为0.01-0.1wt%。