一种含有取向性碳纳米管的中空纤维正渗透复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种含有取向性碳纳米管的中空纤维正渗透复合膜及其制备方法，所述复合膜包括中空纤维膜构成的底膜以及覆盖在所述底膜上方的致密屏障层，所述底膜中含有改性碳纳米管，并且，与所述致密屏障层接触的表面经等离子体或湿法刻蚀露出取向排布的碳纳米管，该取向排布的碳纳米管一端埋藏在所述底膜中，另一端伸入到所述致密屏障层中。所述复合膜内碳纳米管的密度和分布可控，可以实现碳纳米管在膜材料中的取向性排布，有利于显著提高分离性能。

A hollow fiber composite membrane with oriented carbon nanotubes and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种含有取向性碳纳米管的中空纤维正渗透复合膜及其制备方法
本专利技术涉及纳米复合材料制备领域，具体涉及一种制备含有取向性碳纳米管的中空纤维正渗透复合膜及其制备方法。
技术介绍
膜分离是以筛分为原理，以压力为驱动的分离过程。该过程不涉及相变，操作简单，成本低廉，近年来在分离领域备受关注。该过程所用分离膜可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质，被广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。有机中空纤维膜因形似纤维，具有自支撑作用，与平板膜相对，具有比表面积大、分离效率高、结构简单、容易清洗等特点。中空纤维膜作为底膜，进一步制备更为致密的正渗透膜，用于脱盐、污水处理等。中空纤维正渗透膜在使用过程中还存在通量有限、机械稳定性差、易发生断丝等问题。碳纳米管具有天然的一维中空通道，常用作分子通道高效传递水分子，被越来越多地尝试用于分离领域。例如，公开号为CN101791522B的专利文献公开了一种含碳纳米管的复合反渗透复合膜的制备方法，在合成聚酰胺膜的单体溶液中添加碳纳米管，通过浸渍法制备含碳纳米管的杂化反渗透复合膜。该膜利用碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有取向性碳纳米管的中空纤维正渗透复合膜，所述复合膜包括中空纤维膜构成的底膜以及覆盖在所述底膜上方的致密屏障层，所述底膜中含有改性碳纳米管，并且，与所述致密屏障层接触的表面经等离子体或湿法刻蚀露出取向排布的碳纳米管，该取向排布的碳纳米管一端埋藏在所述底膜中，另一端伸入到所述致密屏障层中。/n

【技术特征摘要】
1.一种含有取向性碳纳米管的中空纤维正渗透复合膜，所述复合膜包括中空纤维膜构成的底膜以及覆盖在所述底膜上方的致密屏障层，所述底膜中含有改性碳纳米管，并且，与所述致密屏障层接触的表面经等离子体或湿法刻蚀露出取向排布的碳纳米管，该取向排布的碳纳米管一端埋藏在所述底膜中，另一端伸入到所述致密屏障层中。


2.权利要求1所述的中空纤维正渗透复合膜，所述中空纤维膜由碳纳米管、膜基质、发泡剂与溶剂经纺丝制备得到，壁厚为20～60μm；
优选的，所述致密屏障层由多元苯胺和多元酰氯的界面聚合形成，膜厚约200nm～1μm。


3.权利要求1或2所述的中空纤维正渗透复合膜，所述碳纳米管的长度约500nm～1μm，进一步优选，所述碳纳米管伸入到所述致密屏障层中的长度约为150～400nm。


4.权利要求2所述的中空纤维正渗透复合膜，所述膜基质可以为聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚砜或聚醚砜中的一种；步骤(2)中所采用的溶剂选自N-N二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、四甲基亚砜中的一种或多种，所述发泡剂选自聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。


5.一种含有取向性碳纳米管的中空纤维正渗透复合膜的制备方法，包括如下步骤：(1)配置含有所述改性碳纳米管、膜基质、发泡剂和溶剂的铸膜液；(2)由所述铸膜液湿法纺丝制得中空纤维膜；(3)通过等离子体刻蚀或者湿法刻蚀，对所述中空纤维膜的一个表面进行刻蚀，使得该表面留下取向的纳米管，从而得到具有取向碳纳米管的中空纤维膜表面；(4)在所述具有取向碳纳米管的中空纤维膜表面，通过多元苯胺和多元酰氯的界面聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海洋，何明清，连培聪，张林，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11