[发明专利]一种耐有机溶剂超滤膜的制备方法、所制备的膜及其应用

说明书

本发明公开了一种耐有机溶剂超滤膜的制备方法、所制备的超滤膜以及该超滤膜的应用。所述的耐有机溶剂超滤膜的制备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。本发明的方法不仅使得膜的皮层实现了交联，而且支撑层也实现了交联。本发明的方法制备时间短，工艺简单，并且节约溶剂。制备的超滤膜具备耐有机溶剂的特点，在有机溶剂体系分离中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种耐有机溶剂超滤膜的制备方法、所制备的超滤膜以及该超滤膜的应用。

背景技术

近年来，有机溶剂被广泛应用于石油化工、印刷、炼焦、皮革、农药、医药等领域，它们具有产量大、种类多、分布广、涉及行业多等特点。这些有机溶剂在生产、运输、贮藏、使用等方面均存在环境风险和污染危害。传统的有机溶剂分离和回收的方法，如萃取、蒸馏等，具有能耗大、溶剂损耗大等缺点，且在处理和利用这些有机溶剂过程中常常存在严重的二次污染。因此有机溶剂的合理利用与回收引起了产业界和科研界的高度关注。

超滤（Ultrafiltration）技术具有操作简单，成本低廉，不需要添加任何化学试剂等特点，在海水淡化、给水处理、污水处理、制药工程、农业生产等领域广泛应用。超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一，以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20-1000Å（埃）之间。

制备超滤膜的材料主要有聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、醋酸纤维素、聚酰胺等。超滤膜的制备方法主要有浸没沉淀相转化法、热致相分离法、拉伸成孔法等。浸没沉淀相转化是指将均一的聚合物溶液（铸膜液）浸入到主要由非溶剂（non-solvent）组成的凝胶浴中，通过溶剂与非溶剂之间的交换，使聚合物溶液发生相分离，所形成的聚合物富相构成了膜的主体结构，而聚合物贫相就形成了膜的孔结构，从而制备出所需要的多孔超滤膜。

虽然现有技术中的超滤膜制备方法成熟简便，成本低廉，但是其制备的超滤膜在应用方面存在一定的缺陷。现有技术中的超滤膜面向水溶液体系，在水溶液中具有优良的稳定性和分离性能，但是在很多有机溶剂中易发生溶胀，应用范围受到限制。

因此开发一种耐有机溶剂的超滤膜是所属技术领域中一项重要的挑战。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于相转化法的耐有机溶剂超滤膜的制备方法。本发明的方法不仅使得膜的皮层实现了交联，而且支撑层也实现了交联，所制备的耐有机溶剂超滤膜在有机溶剂体系中具有显著的稳定性，拓宽超滤膜分离技术的应用范围。

本发明以无纺布为基底，将铸膜液涂覆在基底上，通过相转化成膜，并通过交联改性制备得到耐有机超滤溶剂超滤膜。所制备的超滤膜具有显著的耐有机溶剂性能，并保持了较高的水通量和截留率。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

本发明的第一个方面公开了一种耐有机溶剂超滤膜的制备方法，包括如下步骤，

步骤一，将铸膜液原料混合后搅拌溶解，脱泡，得到铸膜液；

步骤二，将步骤一得到的铸膜液均匀刮涂在无纺布上，形成厚度为50-300μ m 的涂层；将刮涂后的涂层在室温的空气中静置蒸发0-60s，之后浸没在0～60℃下的凝胶浴中10～60min，使铸膜液中的高分子聚合物发生凝胶相转化，在无纺布表面析出成膜；

步骤三，将步骤二得到的膜取出，用去离子水冲洗膜表面的残留溶液，然后在一定温度和跨膜压差下用纯的非溶剂或水溶液过滤清洗1～60min，将残留物洗出，得到清洗后的超滤膜；

步骤四，将步骤三得到的清洗后的超滤膜在一定温度和跨膜压差下用交联剂溶液过滤1～240min，实现超滤膜的交联，得到交联超滤膜；

步骤五，将步骤四得到的交联超滤膜过滤清洗去除残留物，即得到所述的耐有机溶剂超滤膜。