[发明专利]一种细菌纤维素纳米纤维复合滤膜及其制备方法

权利要求书

1.一种细菌纤维素纳米纤维复合滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

步骤1）：将细菌纤维素膜机械解离并分散于不溶性溶剂中，通过加入分散剂形成稳定的细菌纤维素纳米纤维悬浮液；

步骤2）：采用同步超声过滤方法将步骤1）制得的细菌纤维素纳米纤维悬浮液铺在多孔纤维基材表面形成湿态复合纤维膜；

步骤3）：脱除步骤2）制得的湿态复合纤维膜中的残留溶剂获得未交联的复合纤维膜；

步骤4）：采用交联剂对步骤3）制得的未交联的复合纤维膜进行交联稳定化处理获得表面具有完全覆盖的连续二维网状结构的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜；

所述步骤1）中不溶性溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇、丙酮和丁酮中的任意一种或几种；

所述步骤1）中分散剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、聚硅酸钠、焦磷酸钾、 无水碳酸钠、硫代碳酸钠和硼酸钠中的任意一种或几种；

所述步骤1）中细菌纤维素纳米纤维悬浮液中细菌纤维素纳米纤维的平均长度为1~300μm，平均直径为10~100nm，纤维质量百分比为0.0005~1wt%；

所述多孔纤维基材的孔径为1~300μm。

2.如权利要求1所述的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中机械解离采用高速搅拌解离、超声解离、高压均质解离、高速研磨解离和冷冻研磨解离中的任意一种或几种的组合。

3.如权利要求1所述的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中同步超声过滤方法具体为：在过滤的同时采用超声波处理细菌纤维素纳米纤维悬浮液，超声波输出功率为100~1500W，过滤时施加的压力为正压力或负压力，施加的压力范围为0.5~50kPa。

4.如权利要求1所述的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中多孔纤维基材为静电纺纤维膜、非织造布、纤维素滤纸、机织物和针织物中的任意一种或几种的组合。

5.如权利要求1所述的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中脱除的具体方法为：真空干燥、鼓风干燥、超临界干燥、冷冻干燥、微波干燥和红外干燥中的任意一种。

6.如权利要求1所述的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中交联所用的交联剂为乙二醛、戊二醛、邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、顺丁烯二酸酐、柠檬酸、丙三羧酸、丁四羧酸、聚丙烯酸、二甲基二羟基脲、二羟甲基脲、邻二羧酸酰氯、氨基甲酸酯、异氰酸酯和二乙烯磺酸酯中的任意一种。

7.一种采用权利要求1-6任意一项所述的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜的制备方法制备的细菌纤维素纳米纤维复合滤膜，其特征在于，所述复合滤膜的表面为细菌纤维素纳米纤维所形成的完全覆盖的连续二维网状结构，网孔平均孔径为0.01~2μm，复合滤膜孔隙率为70~98%；该复合滤膜对粒径为0.01~10μm杂质的过滤效率为80~100%，纯水通量≥2000L/m²·h。