含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子超滤膜材料领域，公开了一种含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜及其制备方法。该方法包括：(1)将含羧基聚醚砜与溶剂接触配制溶液；(2)将溶液涂覆在基底上制膜；(3)将膜与聚乙烯醇溶液进行第一浸渍；(4)将步骤(3)得到膜与四硼酸钠溶液进行第二浸渍；其中，所述含羧基聚醚砜包括式(1

【技术实现步骤摘要】
含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子超滤膜材料领域，具体涉及一种含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]超滤膜分离技术是一种通过外加压力靠物理筛分作用实现的水净化方式。近年来，随着超滤膜材料的成本逐渐降低，其制水成本也逐渐降低到可与传统净水工艺竞争的水平。并且与传统净水工艺(如：活性炭吸附、高级氧化、混凝沉淀)相比，超滤膜分离技术具有以下显著的优点：(1)超滤膜分离是一种绿色、高效的物理分离技术，其通过机械筛分作用可对颗粒物、胶体达到极高的去除效果，出水的浊度低。(2)超滤膜分离技术可有效截留水中绝大部分溶解性有机污染物，出水的化学安全性较高。(3)超滤膜分离技术可以有效地去除原水中的病原微生物和病原病毒，出水的微生物安全性较高。(4)超滤膜的材质通常是高分子聚合物材料，因此在使用的过程中无任何杂质的脱落，不会对水体造成二次污染，保证出水的纯净。基于上述诸多优点，目前超滤膜分离技术已经在工业污水处理、再生水回收利用、饮用水深度净化等领域展现出广阔的应用前景。
[0003]当今超滤膜在使用过程中的膜污染问题成为了限制超滤膜技术推广应用的主要瓶颈。膜污染是指在超滤分离过程中被处理物料中的颗粒、胶体以及大分子溶质等污染物通过物理化学相互作用和机械截留作用在膜表面和膜孔内吸附、沉积而造成膜孔径变小、堵塞或形成凝胶层，导致膜性能下降的现象。膜污染的产生主要是由于污染物与膜之间形成了较强的相互作用所致，污染物与超滤膜之间的相互作用除普遍存在的范德华力之外，以疏水性作用力和静电作用力为主，与超滤膜相互作用较弱的污染物能够通过水力清洗或反冲洗的方式得以去除，这部分污染被称为可逆污染；某些污染物能够与超滤膜形成较强的相互作用而难以被去除，造成超滤膜通量的持续下降，对其造成不可逆污染。在净水的过程中，超滤膜自身不可避免地会受到污染，使膜分离过程中的跨膜压差增大，产水能力下降，并且不可逆污染的加重，会降低超滤膜的使用寿命，增加膜组件清洗和更换的频率，使超滤分离的运行成本增加。因而控制超滤膜在水处理过程中受到的不可逆污染，是改善膜污染问题的关键。
[0004]因此，制备一种能够提高抗污染性能的超滤膜具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有超滤膜分离技术抗污染能力较差的缺陷问题，提供一种含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜及其制备方法，该复合超滤膜在水处理过程中效率高。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
[0007](1)将含羧基聚醚砜与溶剂进行接触配制溶液；
[0008](2)将所述溶液涂覆在基底上制膜；
[0009](3)将所述膜与聚乙烯醇溶液进行第一浸渍；以及
[0010](4)将步骤(3)得到膜与四硼酸钠溶液进行第二浸渍；
[0011]其中，所述含羧基聚醚砜包括式(1
‑
1)所示的结构单元和式(1
‑
2)所示的结构单元；
[0012][0013][0014]其中，m为0.1
‑
0.5，所述含羧基聚醚砜的聚合度为10
‑
200。
[0015]本专利技术第二方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术制备的复合超滤膜与商业化聚醚砜超滤膜相比主要具有以下两方面的优点：
[0017](1)相比于商业化聚醚砜超滤膜，本专利技术制备的复合超滤膜的水通量显著提升(如图2)，说明其在实际应用过程中的水处理效率较高；
[0018](2)相比于商业化聚醚砜超滤膜，本专利技术制备的复合超滤膜展示出对EDTA鳌合重金属污染物的高效截留性能(如图3)，说明其在使用过程中能够提供水质更佳的出水。
附图说明
[0019]图1是商业化聚醚砜材料(a)和本专利技术的制备例1制备的含羧基聚醚砜聚合物基体材料(b)的红外光谱谱图；
[0020]图2是实施例1
‑
3中制备的不同PVA含量15％(a)、10％(b)、5％(c)的复合超滤膜与商业化聚醚砜超滤膜(d)的水通量测试对比示意图；
[0021]图3是施例1
‑
3中制备的不同PVA含量的复合超滤膜与商业化聚醚砜超滤膜对经EDTA鳌合后的重金属溶液(浓度为0.1克/升)的截留率测试对比示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]M1、PES(聚醚砜膜)；
[0024]M2、5％PVA/PES
‑
COOH(含有5％聚乙烯醇的复合超滤膜)；
[0025]M3、10％PVA/PES
‑
COOH(含有10％聚乙烯醇的复合超滤膜)；
[0026]M4、15％PVA/PES
‑
COOH(含有15％聚乙烯醇的复合超滤膜)。
具体实施方式
[0027]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各
个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0028]本专利技术第一方面提供了一种含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：
[0029](1)将含羧基聚醚砜与溶剂进行接触配制溶液；
[0030](2)将所述溶液涂覆在基底上制膜；
[0031](3)将所述膜与聚乙烯醇溶液进行第一浸渍；以及
[0032](4)将步骤(3)得到膜与四硼酸钠溶液进行第二浸渍；
[0033]其中，所述含羧基聚醚砜包括式(1
‑
1)所示的结构单元和式(1
‑
2)所示的结构单元；
[0034][0035]其中，m为0.1
‑
0.5，所述含羧基聚醚砜的聚合度为10
‑
200。
[0036]本专利技术中，术语“含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜”中“/”用于表示含羧基聚醚砜与聚乙烯醇的复合。
[0037]根据本专利技术，优选情况下，m为0.1
‑
0.4，更优选情况下，m为0.1
‑
0.2。m反映了所述含羧基聚醚砜中，式(1
‑
1)所示的结构单元和式(1
‑
2)所示的结构单元的含量和相互用量关系。
[0038]根据本专利技术，优选情况下，所述聚合度为50
‑
200，较优选情况下，所述聚合度为100
‑
200，更优选情况下，所述聚合度为110
‑
190。
[0039]根据本专利技术，在步骤(1)中，将含羧基聚醚砜聚合物基体材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含羧基聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将含羧基聚醚砜与溶剂进行接触配制溶液；(2)将所述溶液涂覆在基底上制膜；(3)将所述膜与聚乙烯醇溶液进行第一浸渍；以及(4)将步骤(3)得到膜与四硼酸钠溶液进行第二浸渍；其中，所述含羧基聚醚砜包括式(1
‑
1)所示的结构单元和式(1
‑
2)所示的结构单元；其中，m为0.1
‑
0.5，所述含羧基聚醚砜的聚合度为10
‑
200。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述溶剂选自N
‑
甲基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺和四氢呋喃中的一种或多种；优选地，所述溶液中，所述含羧基聚醚砜的质量分数为18
‑
23％；优选地，在步骤(1)中，所述接触的条件包括：在40
‑
60℃真空环境下接触12
‑
24h。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述聚乙烯醇溶液中，所述聚乙烯醇的浓度为5
‑
15％；优选地，所述第一浸渍的条件包括：温度为10
‑
40℃，时间为10
‑
12h。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述四硼酸钠溶液的摩尔浓度为0.1
‑
0.8摩尔/升；优选地，所述第二浸渍的条件包括：温度为10
‑
40℃，时间为10
‑
12h。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其中，所述含羧基聚醚砜的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁永森，宁哲，李晓东，佀冬梅，于海洋，靳丹丹，吴梦娇，郑志平，王卫利，刘斯佳，张晓静，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：