[发明专利]一种荷负电杂化正渗透中空纤维膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种荷负电杂化正渗透中空纤维膜及其制备方法。所述制备方法包括：讲介孔纳米二氧化硅、多巴胺、荷负电聚合物分散于第一溶剂中形成第一混合反应体系，加热反应得到荷负电杂化材料，将所述荷负电杂化材料、胺类单体于水溶液中分散均匀，得到杂化水相溶液；将聚合物、荷负电单体、第二溶剂和引发剂混合形成第二混合反应体系，加热反应得到纺丝液；以及，将所述纺丝液、杂化水相溶液、包含酰氯单体的有机相溶液经喷丝口共挤出，之后浸入包含交联剂的凝固浴中交联固化形成中空纤维膜，得到荷负电杂化正渗透中空纤维膜。本发明可得到大通量、高选择性、稳定性强的正渗透中空纤维膜，并且制备工艺简单，便于规模化生产。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，特别涉及一种荷负电杂化正渗透中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

正渗透过程是近年来新兴的实现海水淡化的重要手段，以膜两侧的溶质浓度差驱动，无需外加驱动力，节能降耗。并且，浓缩后的原料液可以作进一步处理，稀释后的汲取液可以经过再浓缩技术提取其中的纯水，再次获得浓缩的汲取液，实现汲取液的循环利用，运行成本低，附加值高。

目前，正渗透膜常常是通过界面聚合聚合法制备的平板复合膜。经典的界面聚合过程是先将支撑膜浸入含有活泼性单体或预聚物的水溶液中，一定时间后将膜取出并清除膜表面多余的水相溶液，再将该样品浸入到含有另一种活泼单体的有机溶液中，两种活泼性单体仅在界面发生反应，形成表皮层，经过适当的热处理，在基膜表面形成致密的聚合物皮层，用于液体分离领域。但是，目前所制备的正渗透膜的皮层非常致密，水通量较小；支撑膜表面多为光滑多孔结构，使得聚酰胺功能层的附着牢度不高、易脱落；支撑膜与表面聚酰胺功能层需分步制备，降低生产效率；而且常见的正渗透膜为平板膜，空间利用率较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种荷负电杂化正渗透中空纤维膜及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种荷负电杂化正渗透中空纤维膜的制备方法，其包括：

提供至少包含介孔纳米二氧化硅、多巴胺、荷负电聚合物和第一溶剂的第一混合反应体系，加热所述第一混合反应体系并反应得到荷负电杂化材料，将所述荷负电杂化材料、胺类单体于水溶液中分散均匀，得到杂化水相溶液；

提供至少包含聚合物、荷负电单体、第二溶剂和引发剂的第二混合反应体系，加热所述第二混合反应体系并反应得到纺丝液；

以及，将所述纺丝液、杂化水相溶液、包含酰氯单体的有机相溶液经喷丝口共挤出，之后浸入包含交联剂的凝固浴中交联固化形成中空纤维膜，且在固化成膜的同时使酰氯单体、胺类单体和荷负电杂化材料在中空纤维膜的内壁瞬间发生界面聚合，得到荷负电杂化正渗透中空纤维膜。

本发明实施例还提供了由所述方法制备的荷负电杂化正渗透中空纤维膜。

进一步地，所述荷负电杂化正渗透中空纤维膜包括：

由介孔纳米二氧化硅、多巴胺和荷负电聚合物形成的具有交联互穿网络结构的荷负电聚合物中空纤维膜基膜；

以及，至少分布于所述中空纤维膜基膜的内壁的、疏松的杂化超薄聚酰胺功能层。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：

1)本发明提供的荷负电杂化正渗透中空纤维膜的制备方法，将酰氯单体溶液和杂化材料水溶液与纺丝液一起经双层喷丝口共挤出，在纺丝成膜的过程中完成界面聚合，瞬间反应生成疏松的杂化超薄聚酰胺功能层，一步法得到荷负电杂化正渗透中空纤维膜，效率高，制备方法简便易行，易于大规模生产和应用；