[发明专利]一种亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜，其特征在于：按质量份数计算，包括以15-20份聚砜、1.2-1.7份磺化聚砜、33-37份的聚乙二醇、42-48份N,N- 二甲基乙酰胺及0.5-5份改性纳米二氧化硅；所述的改性纳米二氧化硅为采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷经过超临界二氧化碳处理改性的纳米二氧化硅；其制备方法如下：

按上述质量份数取各组分，包括如下步骤：

1）分别将聚砜、磺化聚砜及改性纳米二氧化硅在65-75℃下真空干燥12-24小时；

2）将干燥后的改性纳米二氧化硅加入到N,N- 二甲基乙酰胺中，再通过超声方式使改性纳米二氧化硅均匀分散在N,N- 二甲基乙酰胺中；

3）然后将干燥后磺化聚砜、聚砜与聚乙二醇加入到步骤2）获得的溶液中进行混合，在60-80℃的条件下，充分搅拌10-15h，使其形成均相的铸膜液，并进行真空脱泡，再通过喷丝板形成纺丝细流，纺丝细流从喷丝板喷出后经过空气间隙后浸入凝固浴中，通过溶剂N,N-二甲基乙酰胺和非溶剂水的传质交换而形成中空纤维膜；

4）将制备的中空纤维膜在蒸馏水中浸泡20-24h；然后将中空纤维膜在乙醇溶液中浸泡1-2h后取出，并立即浸泡在浓度为0.1-10g/L的多巴胺溶液中，浸泡时间为1-24h，浸泡温度为25-70℃，制备得到亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜。

2.根据权利要求1所述的亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜，其特征在于：所述的聚乙二醇聚合度400-20000，磺化聚砜磺化度为15-30%。

3.一种如权利要求1所述的亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜的制备方法，其特征在于：按上述质量份数取各组分，包括如下步骤：

1）分别将聚砜、磺化聚砜及改性纳米二氧化硅在65-75℃下真空干燥12-24小时；

2）将干燥后的改性纳米二氧化硅加入到N,N- 二甲基乙酰胺中，再通过超声方式使改性纳米二氧化硅均匀分散在N,N- 二甲基乙酰胺中；

3）然后将干燥后磺化聚砜、聚砜与聚乙二醇加入到步骤2）获得的溶液中进行，在60-80℃的条件下，充分搅拌10-15h，使其形成均相的铸膜液，并进行真空脱泡，再通过喷丝板形成纺丝细流，纺丝细流从喷丝板喷出后经过空气间隙后浸入凝固浴中，通过溶剂N,N- 二甲基乙酰胺和非溶剂水的传质交换而形成中空纤维膜；

4）将制备的中空纤维膜在蒸馏水中浸泡20-24h；然后将中空纤维膜在乙醇溶液中浸泡1-2h后取出，并立即浸泡在浓度为0.1-10g/L的多巴胺溶液中，浸泡时间为1-24h，浸泡温度为25-70℃，制备得到亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜。

4.根据权利要求3所述的亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的喷丝板与凝固浴之间的空气间隙的长度为1-20cm，空气间隙的温度为20-50℃，湿度≤50-80%。

5.根据权利要求3所述的亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的改性纳米二氧化硅的制备是，先将纳米二氧化硅和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为100:1-20放入超临界二氧化碳反应釜中，在反应温度为40-50℃、反应压强≥20MPa、反应时间为1-2h的条件下进行，反应完成后，卸压，反复3-5次，得到改性纳米二氧化硅。

6.根据权利要求3所述的亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的超声方式的超声波功率为50-300W，时间为0.5-5h。

7.根据权利要求3所述的亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的形成均相的铸膜液具体是，在60-75℃温度条件下，将纳米二氧化硅均匀分散的N,N- 二甲基乙酰胺溶液中，充分搅拌，然后将干燥后的聚砜和磺化聚砜通过高速混合机混合均匀，将其按质量比例为4：3：3分成三份，分批投入到溶液中，每次间隔1.5-2.5h，同时不间断地将聚乙二醇加入溶液，充分搅拌10-15h，使其形成均相的铸膜液。

8.根据权利要求3所述的亲水型聚砜/二氧化硅共混中空纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的多巴胺溶液的制备是，将多巴胺溶解在蒸馏水中，加入氢氧化钠调节pH 值为7-9，得到浓度为0.1-10g/L的多巴胺溶液。