[发明专利]超亲水型超滤膜的制作方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及超亲水型超滤膜的制备技术，尤其涉及一种超亲水型超滤膜的制作方法及设备，属于水处理和膜分离技术领域。

背景技术

膜分离技术可用于水处理的深度净化。与常规处理工艺相比，它能够去除水中的嗅味、色度、微生物、消毒副产物前体及其它一些有机物，保证更好和更可靠的水质。膜分离技术不需投加药剂，不会造成二次污染；设备紧凑，占地面积小并且易于自动控制。膜分离技术除了用于海水和苦咸水的淡化，纯水和超纯水的生产外，还用于食品、医药、石油、化工、环保和生物工程等领域。

膜材料是膜分离技术的核心。膜材料首先要具备良好的成膜性，基本无缺陷并能大规模生产；其次要具备耐热、耐酸碱、耐微生物侵蚀、抗溶剂和耐氧化等性能。为了得到水通量大和抗污染能力强的膜，水处理用膜最好采用亲水性膜材料。

等离子处理技术是目前膜表面改性最常用方法之一，通过等离子醇化处理，可以使一般有机高分子材料的润湿性能变成超亲水性。

超滤膜以膜本身为分离介质，在压力作用下，利用超滤膜的膜孔大小来分离、浓缩或提纯溶液中的溶质和杂质。其分离机理一般认为是筛分作用，因此，超滤膜也称为分子筛膜。它可以分离出相对分子质量约为300的糖类和20万的蛋白质。通常用截流组分的相对分子质量作为超滤膜的表征，分离特性可以用膜对不同相对分子质量的截流率来描述，相对于分级分离极限。对膜进行表征时一般只须说明分离极限，既90％(或95％)的某分子被截流，该分子的摩尔质量就被称为切割分子量。超滤膜的典型分子分离极限为10³～10⁵，其操作压力一般为0.1～0.5MPa.

聚偏氟乙烯(PVDF)由于价格便宜，且热稳定性和化学稳定性好，是目前制备超滤膜的理想材料。但聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性能不好，接触角为90°左右，基本属于疏水或压亲水状态。使得在水处理运行过程中，聚偏氟乙烯超滤膜存在易污染、反冲洗和停机清洗时间较多等问题，极大的限制了其在水厂的推广和使用。因此，如何将普通的聚偏氟乙烯超滤膜制成高效的耐污染、长寿命的超亲水型的聚偏氟乙烯超滤膜，扩大聚偏氟乙烯超滤膜的使用范围和使用时间，实现高附加值利用，创造显著的经济效益是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明实施方式提供一种超亲水型超滤膜的制作方法及设备，利用等离子醇化处理技术制作高效率、耐污染的超亲水型超滤膜，使超滤膜的使用更耐污染、更经济、使用寿命更长。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明实施例提供一种超亲水型超滤膜的制作方法，该方法包括：

a、配制铸膜液：以高分子膜材料、添加剂和溶剂为原料，在30～58℃温度下，将原料中的高分子膜材料及添加剂充分溶解或分散于溶剂中配制成铸膜液；

b、静置熟化脱泡：在室温下将步骤a制成的铸膜液静置后使所述铸膜液熟化脱泡；

c、刮制液膜：用步骤b熟化脱泡后的铸膜液，在洁净的玻璃板或聚酯无纺布上刮制一层液膜；

d、液膜固化：将步骤c形成的所述液膜连同玻璃板或聚酯无纺布浸入蒸馏水中，使所述液膜固化后从玻璃板或聚酯无纺布上剥离，得到新生膜；

e、冲洗、浸泡与烘干：用蒸馏水对步骤d制得的所述新生膜进行冲洗，将冲洗后的新生膜再用蒸馏水进行浸泡，对浸泡后的新生膜进行烘干；

f、等离子醇化处理：将步骤e烘干后的新生膜放入射频等离子发生器的醇化室内，通入乙醇气体，用生成的乙醇等离子体对所述新生膜进行醇化处理，醇化处理后的新生膜即为超亲水型超滤膜。

本发明实施例还提供一种超亲水型超滤膜的制作设备，包括：

等离子醇化室、射频发生仪、温控仪、真空泵、真空仪、乙醇罐、气体流量计、气压表和气体开关；

所述等离子醇化室为封闭式容器，其内设有放置所处理样品的样品台，对应样品台的室体上分别设有两组铜线圈；

所述射频发生仪与所述等离子醇化室的室体上设置的铜线圈电连接，经铜线圈向等离子醇化室内发出等离子射频信号；

所述温控仪的探测端设置在所述等离子醇化室内，探测所述等离子醇化室内的温度；

所述真空泵经管路与等离子醇化室内连通，所述管路上设有控制开关，控制对探测等离子醇化室内进行抽真空；

所述真空仪的探测端设置在等离子醇化室内，探测等离子醇化室内的真空度；

所述乙醇罐经管路与等离子醇化室内连通，管路上设有开关、气压表和气体流量计。