一种中空纤维脱盐膜的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种中空纤维脱盐膜的制备方法，其包括如下步骤：将二苯甲酮加入到溶剂中，超声混合后得到分散液；将溶剂升温后加入致孔剂搅拌，加入亲水剂搅拌，加入分散液搅拌，加入树脂搅拌形成铸膜液；将铸膜液和芯液真空脱泡后经过喷丝、凝固后形成中空纤维基膜；将水相溶液和有机相溶液对中空纤维基膜进行界面聚合反应，得到中空纤维脱盐膜；对中空纤维脱盐膜进行亲水改性。通过使用二苯甲酮进行制备中空纤维脱盐膜，增加中空纤维脱盐膜的通透性和抗拉强度，避免实际应用过程中膜丝易断裂现象的发生。现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维脱盐膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及分离膜
，尤其涉及一种中空纤维脱盐膜的制备方法。

技术介绍

[0002]随着全球水资源短缺问题日益凸显以及生活及工业污水处理力度的不断加大，膜技术被广泛地应用在生活污水处理及工业水资源回收利用等领域。
[0003]分离膜是膜分离技术的关键，作为核心的膜材料本身受到了广泛的关注，其中聚偏氟乙烯(PVDF)有过滤孔径小、机械强度高和使用范围广等优点，但其存在容易堵塞和价格高的缺点，而聚醚砜(PES)有稳定性强、耐腐蚀和抗蠕变性强等优点，但存在容易断丝的缺点，其断丝的原因是膜丝的抗压能力低，而且还因为随着膜截留的污染物在分离膜膜内表面和膜孔中的不断积累，分离膜的水通量和分离能力逐渐下降，通过反冲洗可以部分恢复膜的水通量，但不能达到100％的恢复效果，因此当分离膜的水通量下降超过30％时，必须进行药物清洗，及时清除附着在超滤膜壁和膜孔中的污染物，防止超滤膜形成不可恢复的堵塞。
[0004]在分离膜中，脱盐膜常用于高盐废水处理中。目前应用比较广泛的脱盐膜主要有反渗透和纳滤膜，其结构包括中空纤维式、卷式、板框式和管式。其中卷式膜是市面上应用比较多的类型，中空纤维膜具有较高的比表面积、填充密度和易于封装的优势，虽然膜技术工作者近年来对中空纤维反渗透和中空纤维纳滤膜做了很多研究，但大多数中空纤维膜的抗拉强度、抗污染性、水通量均不理想。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种中空纤维脱盐膜的制备方法，该制备方法对设备和反应条件的要求不高，使用的原料易得，成本低廉，制备过程中安全环保，由于引入的二苯甲酮的分散性、亲水性和机械性能优异，制备出的中空纤维脱盐膜水通量高、抗污染性能、机械力学性能、耐压性好，同时还具有仿生特性、具有选择性分盐特性，可用于高含盐废水处理中，同时增加了中空纤维脱盐膜的抗拉强度，在使用过程中可有效减少膜丝断丝率。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术特采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种中空纤维脱盐膜的制备方法，其包括如下步骤：
[0009]将二苯甲酮加入到溶剂中，超声混合后得到分散液；
[0010]将溶剂升温后加入致孔剂搅拌，加入亲水剂搅拌，加入分散液搅拌，加入树脂搅拌形成铸膜液；
[0011]将铸膜液和芯液真空脱泡后经过喷丝、凝固后形成中空纤维基膜；
[0012]将水相溶液和有机相溶液对中空纤维基膜进行界面聚合反应，得到中空纤维脱盐膜；
[0013]对中空纤维脱盐膜进行亲水改性。
[0014]优选地，所述水相溶液为纯水和/或乙醇、二苯甲酮、哌嗪、pH调节剂混合搅拌配置而成，所述有机相溶液为多元酰氯溶于正己烷和/或正庚烷配置而成；
[0015]优选地，所述pH调节剂为盐酸、硫酸中的一种，pH调节为7
‑
10；
[0016]优选地，所述pH调节剂为pH调节为8的盐酸；
[0017]优选地，所述二苯甲酮的浓度为0.5
‑
2.5wt％，所述哌嗪的浓度为0.05
‑
3.0wt％；
[0018]优选地，所述二苯甲酮的浓度为2.0wt％，所述哌嗪的浓度为2.0wt％。
[0019]本专利技术中分别在铸膜液中和水相溶液中添加二苯甲酮，二苯甲酮本身具有良好的分散性和亲水性，当铸膜液中添加二苯甲酮后，二苯甲酮可以充分的分散到铸膜液中，可以大大增加基膜的通透性，而且二苯甲酮本身来具有良好的机械性能，能够增加基膜的抗拉强度，制备出的基膜具有均匀、亲水性强、高通量、高强度的优点。
[0020]在将水相溶液和有机相溶液通过界面聚合的方式在基膜的表面形成脱盐层时，由于水相溶液中同样含有二苯甲酮，与基膜中的二苯甲酮相配合，基膜中的二苯甲酮可以提高膜的强度，而脱盐层中的二苯甲酮可以提高脱盐膜的产水通量，如此制备出的脱盐膜不仅仅是具有良好的水通量，而且其机械力学性能、耐压性也得到大幅度的提高。
[0021]优选地，所述基膜可分为内压和外压两种形式，在使用水相溶液和有机相溶液进行界面聚合反应前，需要采用两根DN25的PVC管用三通连接，然后取中空纤维管装入管子中，两端分别用环氧树脂浇铸切头，当采用内压的进行切头时，则侧面三通处为产水口，但以外压的方式进行切头时，则侧面三通处为进水口。
[0022]优选地，所述溶剂的浓度为56
‑
80wt％，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种的组合；
[0023]优选地，所述溶剂的浓度为75wt％，所述溶剂为二甲基甲酰胺。
[0024]优选地，所述致孔剂浓度为0.5
‑
2wt％，所述致孔剂为氯化钠、氯化钙、氯化锂、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的组合；
[0025]优选地，所述致孔剂的浓度为1.0wt％，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮。
[0026]优选地，所述亲水剂的浓度为5
‑
17wt％，所述亲水剂为聚乙二醇、无水乙醇中的一种或两种的组合；
[0027]所述亲水剂的浓度为8wt％，所述亲水剂为无水乙醇。
[0028]优选地，所述树脂的浓度为14
‑
25wt％，所述树脂为聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜中的一种或几种的组合；
[0029]优选地，所述树脂的浓度为16wt％，所述树脂为聚偏氟乙烯。
[0030]优选地，所述芯液选择为电导小于10us/cm的纯水、纯水和溶剂的混合液中的其中一种；
[0031]优选地，所述芯液为电导小于10us/cm的纯水。
[0032]优选地，所述亲水改性包括如下步骤：将中空纤维脱盐膜加入到体积分数为20％的2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸
‑2‑
(2
‑
甲氧基乙氧基)乙酯的乙醇溶液中，并在25℃，用灯距为20cm的300W灯辐照20min，然后采用去离子水和乙醇清洗。
[0033]通过采用2
‑
甲基
‑2‑
丙烯酸
‑2‑
(2
‑
甲氧基乙氧基)乙酯对脱盐膜进行亲水改性，可以增加脱盐膜的亲水性，与引入的二苯甲酮进行配合使用，能够大幅度的提高脱盐膜的水通量。
[0034]优选地，所述铸膜液和芯液真空脱泡包括如下步骤：
[0035]铸膜液在50
‑
80℃下进行真空脱泡10
‑
16h，芯液在30
‑
60℃下真空脱泡4
‑
8h；
[0036]优选地，铸膜液在60℃下进行真空脱泡12h，芯液在40℃下真空脱泡5h。
[0037]优选地，形成所述中空纤维基膜后，将中空纤维基膜放入纯水中漂洗浸泡8
‑
16h，然后放入到甘油水中浸泡4
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维脱盐膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将二苯甲酮加入到溶剂中，超声混合后得到分散液；将溶剂升温后加入致孔剂搅拌，加入亲水剂搅拌，加入分散液搅拌，加入树脂搅拌形成铸膜液；将铸膜液和芯液真空脱泡后经过喷丝、凝固后形成中空纤维基膜；将水相溶液和有机相溶液对中空纤维基膜进行界面聚合反应，得到中空纤维脱盐膜；对中空纤维脱盐膜进行亲水改性。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水相溶液为纯水和/或乙醇、二苯甲酮、哌嗪、pH调节剂混合搅拌配置而成；所述有机相溶液为多元酰氯溶于正己烷和/或正庚烷配置而成；优选地，所述pH调节剂为盐酸、硫酸中的一种，pH调节为7
‑
10；优选地，所述pH调节剂为pH调节为8的盐酸；优选地，所述二苯甲酮的浓度为0.5
‑
2.5wt％，所述哌嗪的浓度为0.05
‑
3.0wt％；优选地，所述二苯甲酮的浓度为2.0wt％，所述哌嗪的浓度为2.0wt％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂的浓度为56
‑
80wt％，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种的组合；优选地，所述溶剂的浓度为75wt％，所述溶剂为二甲基甲酰胺。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述致孔剂浓度为0.5
‑
2wt％，所述致孔剂为氯化钠、氯化钙、氯化锂、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种的组合；优选地，所述致孔剂的浓度为1.0wt％，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亲水剂的浓度为5
‑
17wt％，所述亲水剂为聚乙二醇、无水乙醇中...

【专利技术属性】
技术研发人员：许白羽，曾凡付，邢喜元，廖香红，李旭东，
申请(专利权)人：德蓝水技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：