[发明专利]一种大通量超滤膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种大通量超滤膜的制备方法，包括如下步骤：高岭土与饱和的尿素溶液搅拌均匀，烘干得到插层复合物，插层复合物加入到HCl溶液中进行超声，得到高岭土纳米片溶液；高岭土纳米片溶液用PH调节剂调节至PH>9，获得高岭土纳米片分散液；将得到的高岭土纳米片分散液与阳离子聚丙烯酰胺，通过层层堆叠的方法将高岭土纳米片负载到醋酸纤维素微滤膜表面。本发明制备的高岭土超滤膜其初始通量是聚偏二氟乙烯超滤膜初始通量的十倍，大大降低膜通量的衰减，减少膜污染，提高了使用寿命，提高水处理效率，提高了高岭土超滤膜在水中的稳定性，方法简单易操作且易于规模化使用，利于推广。

技术领域

本发明属于超滤膜技术领域，尤其是涉及一种大通量超滤膜的制备方法。

背景技术

膜技术是一种简便高效的水处理技术，在环保水处理领域的应用越来越广泛，并逐步成为世界可持续发展战略的基础之一。膜技术以其广泛的适用性被广泛应用于各个领域的水处理。然而，膜制备过程的复杂性和高成本是膜技术推广应用的一个重要障碍。能用于制备薄膜的材料有很多，其中以无机、陶瓷材料和有机、聚合物材料最为主要。由于无机、陶瓷材料用于制备薄膜时成本比较高且脆性大，机械强度小，所以近几年有机、聚合物材料被广泛用于制备薄膜且被用于处理表面水中的天然有机物。例如，近几年氧化石墨烯和聚偏二氟乙烯被广泛用于制备稳定的微滤膜、超滤膜、纳滤膜来处理水中的天然有机物。然而该制备过程复杂、成本高、且不环保。所以寻找新材料或者新的制备方法来降低成本和简化制备过程势在必行。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种大通量超滤膜的制备方法，制备方法简单，成本低且具有较好的过滤效果，使用寿命长。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种大通量超滤膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：高岭土与饱和的尿素溶液在55-70℃下用分散机在200r的转速下搅拌80h，烘干得到插层复合物，插层复合物加入到HCl溶液中进行超声，得到高岭土纳米片溶液；

步骤二：高岭土纳米片溶液用PH调节剂调节至PH>9，以使高岭土纳米片带上负电从而增加纳米片之间的斥力防止剥离所得的纳米片再重新聚集，之后再用高速搅拌机进行搅拌五分钟，由于高岭土纳米片的吸附作用一段时间后溶液的PH会降低，所以之后需重新调节PH>9，再用高速搅拌机进行搅拌五分钟，获得高岭土纳米片分散液；

步骤三：将步骤二中的得到的高岭土纳米片分散液与阳离子聚丙烯酰胺，通过层层堆叠的方法将高岭土纳米片负载到醋酸纤维素微滤膜表面。

进一步的，高岭土40-50g与50-100ml的饱和的尿素溶液混合。

进一步的，阳离子聚丙烯酰胺的分子量>700万，阳离子聚丙烯酰胺的溶度为0.1-10mg/L。

进一步的，PH调节剂为NaOH或KOH中的一种或两种。

进一步的，步骤三中高岭土纳米片的负载层数为1-300层。

进一步的，步骤一中高岭土纳米片为单层高岭土纳米片或多层高岭土纳米片。

进一步的，步骤一中HCl的浓度为1M，超声8-15min。

进一步的，步骤三中醋酸纤维素微滤膜的孔径为0.45um。

阳离子聚丙烯酰胺购自：天津市光复精细化工研究所。

相对于现有技术，本发明所述的大通量超滤膜的制备方法具有以下优势：