【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工新材料的水处理膜，具体涉及一种亲水改性中空纤维超滤膜及其制备方法。
技术介绍
1、超滤膜是一种具有筛分功能的分离膜，一般认为超滤膜的膜孔径在2-50纳米之间，在超滤膜分离过程中，粒径小于膜孔径的物质可以透过超滤膜，粒径大于膜孔径的物质会被超滤膜截留，因此超滤膜可以实现不同粒径物质的筛分分离。超滤膜广泛应用于水处理和物料分离浓缩，超滤和反渗透的组合工艺，用于地表水深度净化处理制备工业纯净水；超滤膜浓缩分离工艺，用于天然产物提前和微生物发酵液中物料浓缩；超滤膜用于污水处理的膜生物反应器(mbr)可以防止膜孔杜塞，抵御膜污染，维持更长久的稳定运行。
2、超滤膜的主要形式有平板膜和中空纤维膜，其中中空纤维超滤膜组件装填密度更高，在水处理和物料分离浓缩过程中广泛使用。为提高中空纤维超滤膜的强度，一般采用内衬编织管为支撑体，在内衬支撑体上涂布铸膜液，通过相转化方法制备为超滤膜。内衬编织管增强的中空纤维超滤膜具有很强的抗拉伸能力，解决了中空纤维膜的断丝问题。超滤膜的主体聚合物材料主要有：聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜等，最常用的聚偏氟乙烯材料，其化学稳定性能更好，可以耐受频繁的化学清洗，但是聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性差，容易吸附污染物，膜污染较为严重，同时聚偏氟乙烯膜容易压实压密，导致水渗透通量逐渐降低。在超滤膜主体中引入纳米材料，可以提高超滤膜水通量、抗污染等性能。因此，本专利技术提供了一种亲水改性中空纤维超滤膜及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)制备石墨烯量子点：柠檬酸热解法制备石墨烯量子点；
4、(2)制备胺基化石墨烯量子点：配制石墨烯量子点水溶液，加入多元胺基化合物制备胺基化石墨烯量子点固体；
5、(3)制备铸膜液：以胺基化石墨烯量子点为亲水改性剂，聚偏氟乙烯为膜主体材料，二甲基乙酰胺为溶剂，混合搅拌溶解制备铸膜液；
6、(4)制备亲水改性中空纤维超滤膜：以内衬编织管为支撑体，通过纺丝涂布和相转化方法，制备亲水改性中空纤维超滤膜。
7、优选的，所述步骤(1)中，热解温度为200℃，热解时间为2h。
8、优选的，所述步骤(2)中，多元胺基化合物为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种。
9、优选的，所述步骤(2)的具体操作为：配制质量分数为10-20％的石墨烯量子点水溶液，再加入质量分数为1-5％的多元胺基化合物，得到混合水溶液，100℃加热回流5-10小时，蒸发除水后制得胺基化石墨烯量子点固体。
10、优选的，所述混合水溶液中，多元胺基化合物和石墨烯量子点的质量比为1：5。
11、优选的，所述步骤(3)中，铸膜液中胺基化石墨烯量子点的质量分数为0.1-3.0％，聚偏氟乙烯的质量分数为16-20％。
12、优选的，所述步骤(4)中的具体操作为：以内衬编织管为支撑体，通过纺丝头涂布铸膜液后，在水凝胶浴池相转化方法，制备中空纤维超滤膜；用水清洗去除有机溶剂，然后在甘油水溶液中浸泡保湿，晾干得到亲水改性中空纤维超滤膜。
13、优选的，所述甘油水溶液的质量分数为20-30％。
14、因此，本专利技术提供了一种亲水改性中空纤维超滤膜及其制备方法，具有以下有益效果：
15、(1)石墨烯量子点是零维纳米碳材料，与聚合物的相容性好；石墨烯量子点有丰富的羧基和环氧基团，可与多元胺基化合物反应合成胺基化石墨烯量子点；在铸膜液中，通过胺基和氟原子之间的相互作用，使得石墨烯量子点可以稳定分布在聚偏氟乙烯超滤膜的表面和内部。
16、(2)分布在表面的石墨烯量子点，提高了中空纤维超滤膜亲水性；分布在内部的石墨烯量子点，提高了中空纤维超滤膜的机械稳定性，防止超滤膜分离过程中的压实压密，提高了超滤膜分离过程的稳定性。
17、(3)本专利技术制备的亲水改性中空纤维超滤膜的水渗透通量高，抗污堵能力强。亲水改性中空纤维超滤膜水渗透通量>400.0l/(m2 h bar)，牛血清白蛋白的截留率>90.0％。
18、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，热解温度为200℃，热解时间为2h。
3.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，多元胺基化合物为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体操作为：配制质量分数为10-20％的石墨烯量子点水溶液，再加入质量分数为1-5％的多元胺基化合物，得到混合水溶液，100℃加热回流5-10小时，蒸发除水后制得胺基化石墨烯量子点固体。
5.根据权利要求4所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述混合水溶液中，多元胺基化合物和石墨烯量子点的质量比为1：5。
6.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，铸膜液中胺基化石墨烯量子点的质量分数为0.1-3.0％，聚偏氟乙烯的质
7.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜及其制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的具体操作为：以内衬编织管为支撑体，通过纺丝头涂布铸膜液后，在水凝胶浴池相转化方法，制备中空纤维超滤膜；用水清洗去除有机溶剂，然后在甘油水溶液中浸泡保湿，晾干得到亲水改性中空纤维超滤膜。
8.根据权利要求7所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述甘油水溶液的质量分数为20-30％。
...【技术特征摘要】
1.一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，热解温度为200℃，热解时间为2h。
3.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，多元胺基化合物为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种亲水改性中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体操作为：配制质量分数为10-20％的石墨烯量子点水溶液，再加入质量分数为1-5％的多元胺基化合物，得到混合水溶液，100℃加热回流5-10小时，蒸发除水后制得胺基化石墨烯量子点固体。
5.根据权利要求4所述的一种亲水改性中...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏延磊，
申请(专利权)人：山东金宇膜科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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