一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤(1)：将聚合物、有机溶剂、添加剂按一定比例加入反应釜中搅拌形成均一稳定的铸膜液，经真空脱泡后在气压驱动下经多通道中空纤维模具喷出，在一定的芯液流速和空气间距条件下进入外凝固浴中进行相转化，形成多通道中空纤维基膜，充分浸泡后取出一定温度下晾干，封装于不锈钢组件中，两端塞以棉花并用胶水密封；步骤(2)：配制一定浓度的水相溶液和油相溶液，首先将水相溶液注入多通道内孔保留一段时间，采用强空气流吹扫，然后将油相溶液注入保留一段时间，稍加空气流吹扫，放入烘箱内反应，取出后即得多通道中空纤维纳滤膜。本发明专利技术的多通道中空纤维纳滤膜的制备方法具有更强的韧性，更高的强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法。属于膜分离

技术介绍
随着当今世界科技和文明的不断进步，分离技术在日常生活中的应用逐渐广泛，膜分离技术亦受到越来越多的关注。除了应用在海水、苦咸水淡化以及纯水、超纯水制备工艺上，在食品、化工、电子、环保、生物和医药等领域，膜分离技术同样应用广泛。纳滤（NF）是膜分离技术中的一个重要组成部分，在制药、冶金、脱色、染料回收和果汁浓缩等方面都有着广泛的应用。纳滤膜的截留分子量比较适中(200-1000Da)，适宜于分离分子量在200Da以上的小分子有机物和多价盐(相当于分子尺寸为1nm左右)。利用不同截留分子量的纳滤膜，或用其结合不同截留分子量的超滤膜可以完成对有机物的筛分，同时也可以结合反渗透膜，完成离子之间的分离。纳滤的操作压力低，一般在0.5-1.5MPa之间，而反渗透膜的操作压力通常要大于4.0MPa，故纳滤也被称为低压或疏松反渗透。因此，在有些情况下，如果使用反渗透膜和纳滤膜都能满足处理要求，使用纳滤膜的话则会降低能耗，从而使得成本降低。纳滤膜对不同价态离子的截留效果不同，其对离子的截留率受离子本身性质(如价电荷数、离子半径等)和膜表面结构的影响，一般对单价离子的截留率较低，而对二价和高价离子的截留率高，从而可以实现单价离子和高价离子之间的分离。中空纤维纳滤膜相比于平板膜、管式膜等形式具有明显的通量和装填面积优势，但中空纤维纳滤膜由于韧性和强度较低，在工业规模化应用上受到很大的限制。为此，众多研究者将目光投向中空纤维膜材料的韧性和强度的优化和改性，将中空纤维膜材料的工业化应用变为可能。专利技术内容本专利技术的目的在于克服上述不足，提出一种高强度和高韧性的多通道中空纤维纳滤膜，能够规模化制备并应用于海水、苦咸水的淡化，污水处理，超纯水的制备等领域。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)：将聚合物、有机溶剂、添加剂按一定比例加入反应釜中搅拌形成均一稳定的铸膜液，经真空脱泡后在气压驱动下经多通道中空纤维模具喷出，在一定的芯液流速和空气间距条件下进入外凝固浴中进行相转化，形成多通道中空纤维基膜，充分浸泡后取出一定温度下晾干，封装于不锈钢组件中，两端塞以棉花并用胶水密封。步骤(2)：配制一定浓度的水相溶液和油相溶液，首先将水相溶液注入多通道内孔保留一段时间，采用强空气流吹扫，然后将油相溶液注入保留一段时间，稍加空气流吹扫，放入烘箱内反应，取出后即得多通道中空纤维纳滤膜。所述聚合物为聚醚砜或磺化聚醚砜，有机溶剂为二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，添加剂为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。聚合物的质量比例为10-20%，有机溶剂的质量比例为30-50%，添加剂的质量比例为40-60%。铸膜液在反应釜中的搅拌时间为18-24h，真空脱泡时长为12h，驱动气压为0.05-0.15MPa。芯液为水或乙醇，流速为10-40ml/min，空气间距为0-20cm，外凝固浴为水或乙醇，浸泡时间为24h，晾干温度为50-80℃，密封胶水为环氧树脂胶。所述的水相溶液为哌嗪(PIP)溶液，溶液浓度为0.1-0.5%，油相溶液为均苯三甲酰氯(TMC)溶液，溶液浓度为0.1-0.5%。水相溶液在多通道中空纤维基膜内孔中的停留时间为1-3min，油相溶液在多通道中空纤维基膜内孔中的停留时间为10-20s。所述在烘箱内的反应温度为50-80℃，反应时间为5-10min。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术制备的多通道中空纤维纳滤膜，主要包括多通道中空纤维基膜层和超薄纳滤层。多通道中空纤维基膜相比于单通道中空纤维膜具有更强的韧性，更高的强度。超薄纳滤膜层覆盖于多通道中空纤维内孔壁上，使多通道中空纤维纳滤膜在保留良好的脱盐率的同时具备了更高的水通量。本专利技术工艺有利于实现连续大规模生产，在海水、苦咸水淡化，废水处理等领域应用前景广阔。具体实施方式以下提供本专利技术一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法的具体实施方式。实施例1：将聚醚砜、二甲基乙酰胺、聚乙二醇按质量比为15%：40%：45%加入反应釜内搅拌24h形成均一稳定的铸膜液，真空脱泡12h后在0.1MPa驱动压力下经多通道中空纤维模具喷出，芯液水的流速为10ml/min，空气间距为0cm，进入外凝固浴水中浸泡24h，取出后50℃晾干。实施例2将聚醚砜、二甲基乙酰胺、聚乙二醇按质量比为15%：40%：45%加入反应釜内搅拌24h形成均一稳定的铸膜液，真空脱泡12h后在0.1MPa驱动压力下经多通道中空纤维模具喷出，芯液水的流速为10ml/min，空气间距为5cm，进入外凝固浴水中浸泡24h，取出后50℃晾干。实施例3将聚醚砜、二甲基乙酰胺、聚乙二醇按质量比为15%：40%：45%加入反应釜内搅拌24h形成均一稳定的铸膜液，真空脱泡12h后在0.1MPa驱动压力下经多通道中空纤维模具喷出，芯液水的流速为10ml/min，空气间距为10cm，进入外凝固浴水中浸泡24h，取出后50℃晾干。实施例4：(1)将聚醚砜、二甲基乙酰胺、聚乙二醇按质量比为15%：40%：45%加入反应釜内搅拌24h形成均一稳定的铸膜液，真空脱泡12h后在0.1MPa驱动压力下经多通道中空纤维模具喷出，芯液水的流速为10ml/min，空气间距为0cm，进入外凝固浴水中浸泡24h，取出后50℃晾干，封装于不锈钢组件中，两端塞以棉花并用环氧树脂胶密封。(2)配制0.1%的PIP水相溶液和0.1%的TMC油相溶液，将水相溶液注入多通道中空纤维内孔停留2min，强空气流吹扫后将油相溶液注入停留15s，稍加空气流吹扫放入烘箱80℃反应8min，即制备得到多通道中空纤维纳滤膜。实施例5：(1)将聚醚砜、二甲基乙酰胺、聚乙二醇按质量比为12%：42%：46%加入反应釜内搅拌24h形成均一稳定的铸膜液，真空脱泡12h后在0.1MPa驱动压力下经多通道中空纤维模具喷出，芯液水的流速为10ml/min，空气间距为0cm，进入外凝固浴水中浸泡24h，取出后50℃晾干，封装于不锈钢组件中，两端塞以棉花并用环氧树脂胶密封。(2)配制0.1%的PIP水相溶液和0.1%的TMC油相溶液，将水相溶液注入多通道中空纤维内孔停留2min，强空气流吹扫后将油相溶液注入停留15s，稍加空气流吹扫放入烘箱80℃反应8min，即制备得到多通道中空纤维纳滤膜。实施例6：(1)将聚醚砜、二甲基乙酰胺、聚乙二醇按质量比为10%：40%：50%加入反应釜内搅拌24h形成均一稳定的铸膜液，真空脱泡12h后在0.1MPa驱动压力下经多通道中空纤维模具喷出，芯液水的流速为10ml/min，空气间距为0cm，进入外凝固浴水中浸泡24h，取出后50℃晾干，封装于不锈钢组件中，两端塞以棉花并用环氧树脂胶密封。(2)配制0.1%的PIP水相溶液和0.1%的TMC油相溶液，将水相溶液注入多通道中空纤维内孔停留2min，强空气流吹扫后将油相溶液注入停留15s，稍加空气流吹扫放入烘箱80℃反应8min，即制备得到多通道中空纤维纳滤膜。实施例7：(1)将聚醚砜、二甲基乙酰胺、聚乙二醇按质量比为15%：40%：45%加入反应釜内搅拌24h形成均一稳定的铸膜液，真空脱泡12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤(1)：将聚合物、有机溶剂、添加剂按一定比例加入反应釜中搅拌形成均一稳定的铸膜液，经真空脱泡后在气压驱动下经多通道中空纤维模具喷出，在一定的芯液流速和空气间距条件下进入外凝固浴中进行相转化，形成多通道中空纤维基膜，充分浸泡后取出一定温度下晾干，封装于不锈钢组件中，两端塞以棉花并用胶水密封；步骤(2)：配制一定浓度的水相溶液和油相溶液，首先将水相溶液注入多通道内孔保留一段时间，采用强空气流吹扫，然后将油相溶液注入保留一段时间，稍加空气流吹扫，放入烘箱内反应，取出后即得多通道中空纤维纳滤膜。

【技术特征摘要】
1.一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤(1)：将聚合物、有机溶剂、添加剂按一定比例加入反应釜中搅拌形成均一稳定的铸膜液，经真空脱泡后在气压驱动下经多通道中空纤维模具喷出，在一定的芯液流速和空气间距条件下进入外凝固浴中进行相转化，形成多通道中空纤维基膜，充分浸泡后取出一定温度下晾干，封装于不锈钢组件中，两端塞以棉花并用胶水密封；步骤(2)：配制一定浓度的水相溶液和油相溶液，首先将水相溶液注入多通道内孔保留一段时间，采用强空气流吹扫，然后将油相溶液注入保留一段时间，稍加空气流吹扫，放入烘箱内反应，取出后即得多通道中空纤维纳滤膜。2.根据权利要求1所述的一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于：所述聚合物为聚醚砜或磺化聚醚砜，有机溶剂为二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，添加剂为聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。3.根据权利要求1所述的一种多通道中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于：聚合物的质量比例为10-20%，有机溶剂的质量比例为30-50%，添加剂的质量比例为40-60%。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥庆，许振良，魏永明，李文忠，孙琦，沈凯华，任斌彬，
申请(专利权)人：李祥庆，
类型：发明
国别省市：江苏;32