一种耐酸碱NF膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐酸碱NF膜的制备方法，名为双相蚀刻法，包括以下步骤：a)将基膜浸泡于A液中，使得支撑层内饱含A液，去除表面的液体；然后将基膜的皮层浸泡于B液中，使得皮层内饱含B液；所述基膜为截留分子量为800～3000的耐酸碱超滤膜；所述A液为表面活性剂的水溶液；所述B液为有机溶剂的醇溶液，所述有机溶剂为耐酸碱超滤膜的膜层材质的良溶剂；b)将支撑层饱含A液、皮层饱含B液的基膜烘干。本发明专利技术提供的双相蚀刻法制备的耐酸碱NF膜有很好的耐酸碱性和抗氧化性，突破截留率与通量的反比关联，截留率高、通量大，稳定性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及膜分离
，具体涉及一种耐酸碱NF膜及其制备方法。
技术介绍
膜分离技术现已广泛运用于医药、食品、化学、环保等各个领域。特别是纳滤技术，在食品、蛋白质浓缩、污水处理、天然产物分离等领域，已显现出巨大的应用价值。纳滤(NF, Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程。NF膜的孔径范围在几个纳米左右，是一种用于脱出多价离子、部分一价离子的盐类和分子量大于200的有机物的半透膜。目前NF膜的通用生产方式为界面聚合法，将两种单体(多元胺类和多元羧酸类)分别溶解于水相和有机相(短链烷烃)中，在相应条件下，单体在两相界面上发生聚合反应生成聚酰胺，形成功能分离层，得到纳滤膜。聚酰胺的酰胺键(-CO = NH-)的特点决定了 NF膜耐酸碱性、抗氧化性非常弱，限制了 NF膜的应用范围和规模，在NF膜的应用领域中，有很大一部分要处理的料液环境复杂、PH范围宽或含有高浓度氧化剂，这些都是目前NF膜无法使用的条件，而这些行业对耐酸碱、抗氧化的NF膜的需求日益增加和迫切，急需一种耐酸碱、抗氧化的NF膜来革新自己的工艺，提高生产效率。而专利或文献报道的一些方法主要是应用一些耐受性能好的材料，如磺化聚醚砜等，但这种材料制备成本高，磺化度难以控制，无法实现规模化生产，直接做膜材料不现实；制备材料时还应用氯磺酸，发烟硫酸等高危险品，不利于工业生产。若选择聚醚砜、磺化聚砜、聚砜等其它抗酸碱材质，利用烘干或涂覆复合膜的方法，则无法摆脱截留率与通量的反比关系，无法得到高截留率、大通量、性能稳定的NF膜。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供一种耐酸碱NF膜及其制备方法，该NF膜有很好的耐酸碱性和抗氧化性，且截留率高、通量大，性能稳定。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为:一种耐酸碱NF膜的制备方法，包括以下步骤:a)将基膜浸泡于A液中，使得支撑层内饱含A液，去除表面的液体；然后将基膜的皮层浸泡于B液中，使得皮层内饱含B液；所述基膜为截留分子量为800 3000的耐酸碱超滤膜；所述A液为表面活性剂的水溶液；所述B液为有机溶剂的醇溶液，所述有机溶剂为耐酸碱超滤膜的膜层材质的良溶剂；b)将支撑层饱含A液、皮层饱含B液的基膜烘干。作为优选，所述耐酸碱超滤膜的膜层材质为PES、PS、PVDF, PP、PE、PVC中的一种，无纺布的材质为聚丙烯或聚乙烯中的一种或两种混合。作为优选，所述A液中的表面活性剂为甘油、EG、PEG、SDS、SDBSdiij^ 80中的一种或几种。作为优选，所述表面活性剂的质量百分比浓度为0.1 % 80%。作为优选，所述A液的温度为1°C 80°C，基膜浸泡于A液中的时间为5s 300s。作为优选，所述B液的溶剂为3碳-8碳一元醇中的一种或几种。作为优选，所述有机溶剂为DMF、DMAC、NMP、MOR或THF中的一种或几种。作为优选，所述有机溶剂的质量百分比浓度为1% 50%。作为优选，所述B液的温度为0°C 80°C，基膜的皮层浸泡于B液中的时间为5s 300so作为优选，所述b)中基膜烘干的温度为10°C 180°C，烘干湿度0% 90%，烘干时间为Imin 30min。一种耐酸碱NF膜，根据权利要求1-10所述的制备方法制备而成。一种膜组件，由以上提供的耐酸碱NF膜构成。一种膜分离设备，由以上提供的耐酸碱NF膜或膜组件构成。本专利技术提供一种耐酸碱NF膜及其制备方法，使用双相蚀刻法进行后处理，制备的NF膜有很好的耐酸碱性和抗氧化性，突破截留率与通量的反比关联，截留率高、通量大，稳定性好。 具体实施例方式为了进一步了解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。NF膜的制造主要是对基膜进行处理，目前通用的处理方法是界面聚合法，即将两种单体(多元胺类和多元羧酸类)分别溶解于水相和有机相(短链烷烃)中，在相应条件下，单体在两相界面上发生聚合反应生成聚酰胺，形成功能分离层，得到纳滤膜。聚酰胺的酰胺键(-CO = NH-)的特点决定了 NF膜耐酸碱性、抗氧化性非常弱，限制了 NF膜的应用范围和规模。也有报道称将膜片浸泡在一种处理液中浸润饱和后进入烘箱处理。这种方法的缺点是膜片整体在同一种环境中，在烘干时的变化有整体同向性质，即每一层的变化相同，宏观表现为通量大量衰减，截留率少量提高，无法摆脱截留率与通量的反比关系，无法做到高截留率、大通量、性能稳定。本专利技术提供的耐酸碱NF膜采用的处理方法为双相蚀刻法，利用膜的非对称性，对分离功能的皮层和支撑作用的支撑层分别进行处理，使其在各自合适的环境中，控制其结构发生不同的变化。首先需要准备的材料和试剂为:基膜:选用截留分子量为800 3000的耐酸碱超滤膜，基膜包括膜层和无纺布层，耐酸碱超滤膜的膜层材质可采用PES、PS、PVDF, PP、PE、PVC中的一种，无纺布的材质为PP或PE中的一种或两种混合；A液为水相，采用表面活性剂的水溶液，表面活性剂优选使用甘油、EG、PEG、SDS,SDBS、吐温80中的一种或几种，质量百分比浓度为0.1% 80%，优选为1% 30% ;B液为醇相，为有机溶剂的醇溶液，有机溶剂为耐酸碱超滤膜的膜层材质的良溶齐U，可采用DMF、DMAC、NMP、MOR或THF中的一种或几种，有机溶剂的质量百分比浓度为I % 50%，优选为5% 20%，溶剂可使用3碳-8碳一元醇中的一种或几种。然后用准备好的试剂对基膜进行后处理:将基膜浸泡于A液中。基膜的膜层分为皮层和支撑层，皮层位于膜层的表面，为细孔致密结构，主要起到截留作用，越致密截留率或脱盐率越高，越厚通量越小；支撑层位于皮层和无纺布层之间，主要起支撑作用，越致密膜阻力越大，通量越小。浸泡时，A液温度为1°C 80°C，优选5°C 35°C ;浸泡时间为5s 300s，优选IOs 200s。浸泡A液后还需要将皮层浸入B液，因此为便于后续步骤的进行可去除膜层表面中多余的液体，使得膜层中只有支撑层内饱含A液。然后将基膜的皮层一面浸泡于B液中，使得只有皮层内包含B液。浸泡时，B液温度为(TC 80°C，优选5°C 40°C ;浸泡时间为5s 300s，优选IOs 200s。由于水相和醇相互不相溶，可在皮层和支撑层间形成液层界面，接下来将此支撑层饱含A液、皮层饱含B液的基膜进行烘干，烘干的温度为10°C 180°C，优选20°C 150°C ;供干湿度0% 90%,优选15% 50% ;供干时间为Imin 30min,优选5min 15min。A液中表面活性剂的保湿作用最大的保证支撑层的高透水结构的完整，B液中的溶剂使得皮层结构发生再次分配，高分子链之间的结合更加紧密，随着溶剂的挥发，高分子之间的空隙越来越少，表面位差越来越小，表面越来越平整光滑，形成致密的薄层，这一层越厚截留率越高，越致密截留率越高，而通过工艺参数的控制可以控制皮层的致密程度和厚度。本专利技术提供的NF膜的制备方法同样适用于超滤和微滤的制备，制备时只要采用不同截留分子量的基膜即可，如制备超滤膜可采用3000-50000截留分子量的基膜，制备微滤膜可采用0.1 μ m-0.5 μ m孔径的基膜，A液、B液及膜层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐酸碱NF膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将基膜浸泡于A液中，使得支撑层内饱含A液，去除表面的液体；然后将基膜的皮层浸泡于B液中，使得皮层内饱含B液；所述基膜为截留分子量为800～3000的耐酸碱超滤膜；所述A液为表面活性剂的水溶液；所述B液为有机溶剂的醇溶液，所述有机溶剂为耐酸碱超滤膜的膜层材质的良溶剂；b)将支撑层饱含A液、皮层饱含B液的基膜烘干。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李政雄，何福海，赵金龙，张娟，
申请(专利权)人：安得膜分离技术工程北京有限公司，
类型：发明
国别省市：