[发明专利]一种中空纤维纳滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离领域，特别涉及一种中空纤维纳滤膜及其制备方法。

背景技术

纳滤(Nanofiltration，简称NF)是介于反渗透(RO)和超滤(UF)之间的一种膜分离技术，是近二三十多年发展较快的一项新技术。纳滤膜对溶质的截留性能介于反渗透膜和超滤膜之间。纳滤膜属于压力驱动膜，可在很低的操作压力下高效地脱除二价离子和分子量高于200的溶质，而对一价离子和低分子量物质的截留率只在20%～80%，因而达到对物质选择性分离的目的。NF膜技术在食品工业，化工医药业，饮用水行业，废水处理等领域有着广阔的应用前景。

目前商品化的纳滤膜大多在耐强酸强碱、耐有机溶剂、耐氧化剂性能方面表现较差，而且采用卷式膜组件容易污染，并且不易清洗，此外，大多还采用平板复合技术生产，步骤比较复杂，因此，寻找并实现低成本、高性能纳滤膜的制备是纳滤膜技术发展的主要出路。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有较高的水通量和脱盐率，并且耐酸碱性能良好，抗污染能力强的中空纤维纳滤膜及其制备方法。

为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种中空纤维纳滤膜，其特征在于：以重量百分比计包括以下组分：三醋酸纤维素（CTA）30%-40%，聚偏氟乙烯（PVDF）5%-10%，聚醚砜（PES）5%-10%，共混溶剂40%-50%，致孔剂8%-15%。

进一步，所述共混溶剂为N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、二甲基乙酸铵中的两种或三种组合。

进一步，所述致孔剂为磷酸三乙酯，磷酸三丁酯，聚乙二醇中的一种或几种。

本发明还包括上述中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将各组分混合均匀，在40-50℃的恒温水浴箱内边加热边搅拌，使聚合物充分溶胀；然后升温至:50-70℃，充分搅拌，使聚合物溶解，待聚合物溶解后，进行过滤；

步骤2：过滤后的溶液倒入纺丝储料罐中静置脱泡24-48h，得纺丝用液；

步骤3：然后调节好计量泵速度、芯液流速及卷绕速度，用3C异形喷丝板成形，纺制中空纤维基膜；再使中空纤维基膜静置在空气浴中进行溶剂的挥发，静置时间30-60min；

步骤4：再将上述挥发处理后的中空纤维基膜浸入5～25℃蒸馏水中进行凝胶浴处理，直至中空纤维基膜充分凝胶，凝胶后经10-30℃水浸泡清洗30-40小时，得到中空纤维纳滤膜。

采用上述技术方案，本发明所述的中空纤维纳滤膜及其制备方法，具有良好的截流性能，抗压强度，耐化学稳定性，耐微生物分解性能，通量大，脱盐率较高，二价盐脱除率大于90%，一价盐脱除率可以达到65%，截留分子量200-1000，过滤孔径为1-2nm，分离效果明显，本发明制备过程简单安全，工序少，避免了一般制备方法中繁琐复杂的纳滤膜后处理工艺，制备得到的是一种高性能、低成本、长寿命的水处理用纳滤膜；具有的有益效果为：

1)耐化学稳定性强，耐微生物分解能力强；

2)通量大，脱盐率高；

3)抗压性能好，强度大，不断丝；

4)易清洗，抗污染能力强，使用寿命长；

5)综合工艺既回收物料又回收产水，适用范围广，经济和环境效益显著；

6)能耗低，运行成本低；

7)操作管理简便。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。

实施例1

取三醋酸纤维素（CTA）3.3kg，聚偏氟乙烯（PVDF）1.0kg，聚醚砜（PES）0.5kg，共混溶剂（环丁砜与二甲基乙酸铵组合）4.2kg，致孔剂（聚乙二醇）1kg。将上述各组分混合均匀，在45℃的恒温水浴箱内边加热边搅拌，使聚合物充分溶胀；然后升温至60℃，充分搅拌，使聚合物溶解；待聚合物溶解后，进行过滤；过滤后的溶液倒入纺丝储料罐中静置脱泡32h，得纺丝用液。然后调节好计量泵速度、芯液流速及卷绕速度，用3C异形喷丝板成形，纺制中空纤维基膜；再使基膜静置在空气浴中进行溶剂的挥发，静置时间30min；再将上述挥发处理后的基膜浸入15℃蒸馏水中进行凝胶浴处理，直至基膜充分凝胶；凝胶后经20℃水浸泡清洗30小时，得到中空纤维纳滤膜1，其截留分子量为200-350。

实施例2