超滤膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及膜分离技术领域，公开了一种超滤膜及其制备方法与应用

【技术实现步骤摘要】
超滤膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及膜分离
，具体地，涉及一种超滤膜及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]超滤技术具有分离效率高，能耗低
、
无污染
、
过程简单
、
占地面积小等突出优点，受到世界各国的重视和研究
。
一般的超滤膜多用于水溶液体系，在水溶液中展现了良好的稳定性和分离性能
。
然而现代石油化工
、
油漆印染
、
食品制药等领域生产或使用了大量的有机溶剂，普通的超滤膜在有机溶剂中容易发生溶解或溶胀从而无法使用，因此越来越多的科研人员开始关注耐溶剂超滤膜的制备
。
[0003]常见的耐溶剂超滤膜可分为无机陶瓷膜和有机高分子膜
。
无机膜具有通量大
、
耐溶剂性好
、
使用寿命长等优点，但是存在着制备工艺复杂
、
生产成本高等弊端
。
如文献
[
人工晶体学报
2019
，
48(07)
，
1208
‑
1213]中报道：无机陶瓷膜的制备过程：首先将原料
、
粘结剂
、
成孔剂用精密增力电动搅拌器使粉料混匀；再将烧杯置于恒温水浴锅中加热搅拌，蒸发掉多余的水分；最后陈化
、
挤泥机挤压成型
、
坯体干燥
、
烧结而制成性能优良的支撑体
。
支撑体制备完成后利用溶胶
‑
凝胶法在支撑体上涂膜
。
[0004]相比无机膜复杂的制备工艺，有机膜的制备工艺简单，同时还具有成膜性好
、
生产成本低
、
性能容易调控等优点
。CN109621751A
公开了一种两亲性耐溶剂脂肪族聚酰胺超滤膜及其制备方法，所述方法包括：制备脂肪族聚酰胺溶液；将所述脂肪族聚酰胺溶液作为铸膜液涂覆在支撑材料上，接着浸在凝固浴中，使所述脂肪族聚酰胺溶液凝固成膜；将得到的膜浸在热处理溶液中；接着浸在极性非质子溶剂中冲洗
、
干燥，从而得到两亲性耐溶剂脂肪族聚酰胺超滤膜
。CN105709616A
公开了一种耐有机溶剂超滤膜的制备方法，所述方法包括：制备铸膜液
、
凝胶相转化
、
第一次过滤清洗超滤膜
、
交联超滤膜
、
第二次过滤清洗超滤膜
。
[0005]使用有机聚合物材料制备耐溶剂超滤膜虽然解决了无机膜制备工艺复杂
、
生产成本高的问题
。
但前者的通量和稳定性往往不及后者
。
[0006]因此，目前存在的问题是亟需研究开发一种通量高
、
稳定性好
、
制备工艺简单
、
成本较低的超滤膜及其制备方法
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术的存在膜通量低
、
稳定性差
、
不耐溶剂的问题，提供一种超滤膜及其制备方法与应用，该超滤膜具有双连续孔结构
、
适宜的孔径和孔隙率，使得该超滤膜具有高通量
、
较强的截留率以及较强的耐溶剂性，进而适用于对各种溶剂的分离
。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种超滤膜，其特征在于，所述超滤膜具有双连续孔结构；
[0009]所述超滤膜的平均孔径为
10
‑
50nm
，孔隙率为
60
‑
90
％
。
[0010]本专利技术第二方面提供一种制备超滤膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步
骤：
[0011]S1、
将铸膜液在支撑层上刮铸成膜，得到包含聚合物层和支撑层的薄膜；
[0012]S2、
采用雾化液滴对所述薄膜的支撑层进行雾化处理；
[0013]S3、
将上述雾化处理后的薄膜浸入凝固浴进行相分离，得到所述超滤膜
。
[0014]本专利技术第三方面提供一种由本专利技术第二方面提供的方法制备得到的超滤膜
。
[0015]本专利技术第四方面提供一种由本专利技术第一方面或第三方面提供的超滤膜在膜分离或制备薄层复合膜领域中的应用
。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术提供的超滤膜及其制备方法与应用获得以下有益效果：本专利技术提供的超滤膜具有双连续孔结构
、
适宜的孔径和孔隙率，能够有效降低传质阻力，并且使得该超滤膜具有高通量
、
较强的截留率以及较强的耐溶剂性，进而适用于对各种溶剂的分离
。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例1制备得到的超滤膜的表面形貌图；
[0018]图2是本专利技术实施例1制备得到的超滤膜的断面形貌图；
[0019]图3是本专利技术实施例
13
制备得到的超滤膜的断面形貌图；
[0020]图4是本专利技术实施例
14
制备得到的超滤膜的断面形貌图；
[0021]图5是本专利技术对比例1制备得到的超滤膜的表面形貌图；
[0022]图6是本专利技术对比例1制备得到的超滤膜的断面形貌图
。
具体实施方式
[0023]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
。
[0024]本专利技术第一方面提供一种超滤膜，其特征在于，所述超滤膜具有双连续孔结构；
[0025]所述超滤膜的平均孔径为
10
‑
50nm
，孔隙率为
60
‑
90
％
。
[0026]本专利技术中，所述超滤膜具有双连续孔结构，且该双连续孔结构具有高度贯通的特点，并且当所述超滤膜的平均孔径和孔隙率满足上述范围时，能够在保证所述超滤膜具有高截留率的同时，显著提高超滤膜的通量
。
[0027]根据本专利技术，所述超滤膜的平均孔径为
20
‑
40nm。
[0028]根据本专利技术，所述超滤膜的孔隙率为
70
‑
80
％
。
[0029]根据本专利技术，所述超滤膜包括聚合物层和支撑层
。
[0030]根据本专利技术，所述聚合物层的平均厚度为
10
‑
100<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超滤膜，其特征在于，所述超滤膜具有双连续孔结构；所述超滤膜的平均孔径为
10
‑
50nm
，孔隙率为
60
‑
90
％
。2.
根据权利要求1所述的超滤膜，其中，所述超滤膜的平均孔径为
20
‑
40nm
；优选地，所述超滤膜的孔隙率为
70
‑
80
％；优选地，所述超滤膜包括聚合物层和支撑层；优选地，所述聚合物层的平均厚度为
10
‑
100
μ
m
，优选为
20
‑
50
μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的超滤膜，其中，所述聚合物层选自聚酰亚胺
、
聚醚酰亚胺
、
交联聚酰亚胺和交联聚醚酰亚胺中的至少一种；优选地，所述聚合物层的交联度为0‑
100
％；优选地，所述支撑层选自无纺布，优选为聚烯烃无纺布或聚酯无纺布，优选为聚烯烃无纺布
。4.
一种制备超滤膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、
将铸膜液在支撑层上刮铸成膜，得到包含聚合物层和支撑层的薄膜；
S2、
采用雾化液滴对所述薄膜的支撑层进行雾化处理；
S3、
将上述雾化处理后的薄膜浸入凝固浴进行相分离，得到所述超滤膜
。5.
根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：将聚合物
、
可选地致孔剂和第一溶剂进行混合
、
溶解
、
脱泡后，制得所述铸膜液；优选地，所述铸膜液的浓度为
12
‑
35wt
％，优选为
18
‑
25wt
％；优选地，所述聚合物的用量为
12
‑
25
重量份，优选为
15
‑
22
重量份；优选地，所述致孔剂的用量为0‑
10
重量份，优选为2‑5重量份；优选地，所述第一溶剂的用量为
65
‑
88
重量份，优选为
73
‑
85
重量份；优选地，所述聚合物选自聚酰亚胺和
/
或聚醚酰亚胺；优选地，所述致孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮
、
聚乙二醇
、
聚乙烯醇
、
氯化锂
、
氯化锌
、
氯化钙
、
醇和水中的至少一种；优选地，所述第一溶剂选...

【专利技术属性】
技术研发人员：于浩，刘轶群，潘国元，张杨，赵慕华，赵国珂，唐功庆，
申请(专利权)人：中石化北京化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：