[发明专利]木质素-聚氯乙烯共混超滤膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素‑聚氯乙烯共混超滤膜及制备方法，包括如下步骤：1)取干燥的木质素加入溶剂中，间歇超声处理；2)向步骤1)获得的溶液中加入干燥的聚氯乙烯，搅拌，使聚氯乙烯溶解；向步骤2)获得的溶液中加入制孔剂，间歇超声，继续搅拌；静置脱泡，得到铸膜溶胶液；4)使用制膜设备，将铸膜溶胶液涂成平板或拉伸成中空纤维，放置，置于水中浸泡，得到木质素‑聚氯乙烯共混超滤膜。本发明的优点是：本发明在制备铸膜溶胶液的过程中通过强化传质传热手段，使木质素和聚氯乙烯能够相溶。木质素易得，成本低，且包含大量的亲水基团，能提高聚氯乙烯超滤膜的亲水性和耐污染性能；膜通量大，处理纯水通量大，处理含油废水的通量大。

技术领域

本发明涉及一种用木质素-聚氯乙烯共混超滤膜及制备方法，属于共混膜的制备技术。

背景技术

超滤是一种新型的分离技术，其以膜为媒介，在压力的驱动下通过孔径的筛分的作用达到分离的目的。由于超滤在操作过程中没有相变而节能，仅仅依靠压力的驱动作用实现分离而被广泛应用在各个领域。在超滤膜的实际应用中不可避免的是膜污染的问题。膜污染即在超滤膜实现物料浓缩、分离过程时，物料中的胶束、悬浮颗粒物以及微生物等会自发地与膜表面产生物理、化学等相互作用，造成膜表面污染物吸附以及膜孔道堵塞，使得超滤膜的料液通量以及分离性能受到影响。超滤膜污染现象主要是由于污染物与膜表面之间的相互作用引起的，其中包括疏水作用、静电作用等。抗污染超滤膜的制备主要目标就是减弱这些作用力抑制污染物的粘附。

膜性能与膜主体材料本身联系密切，选取合适的膜主体材料是制备超滤膜的前提和关键。制备超滤膜常见的高分子材料有聚丙烯腈，聚砜，聚偏氟乙烯等。其中，聚氯乙烯(PVC)具有良好的耐酸碱性能，耐化学腐蚀、阻燃性以及耐候性，特别是其价格低廉等优点，因此在我国的超滤膜领域存在较大的市场。但聚氯乙烯材料为疏水材料，如前所述，会造成污染物因疏水作用力的沉淀吸附而影响其性能，限制其使用。针对PVC材料的改性方法主要有共混改性，共聚改性以及表面改性等。目前，大量研究致力于将两亲性大分子添加剂加入到PVC中，由于其两亲特性，既能够保证了与膜主体材料具有一定的相容性，又能够通过调节制膜过程中各种参数使得两亲性大分子添加剂的功能链段能够迁移到膜表面，最大程度改善膜的性能。但两亲性大分子的制备过程冗长，合成步骤复杂，成本高昂，限制其进一步的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种亲水、耐污染，通量较大的木质素-聚氯乙烯共混超滤膜。

本发明的第二个目的是提供一种成本低的木质素-聚氯乙烯共混超滤膜的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种木质素-聚氯乙烯共混超滤膜的制备方法，包括如下步骤：

1)取干燥的木质素加入溶剂中，在80～260W、30～80℃的条件下，间歇超声处理共0.5～5h；

2)向步骤1)获得的溶液中加入干燥的聚氯乙烯，搅拌，使聚氯乙烯溶解；所述木质素与所述聚氯乙烯的质量比为1:2～20；所述木质素与所述聚氯乙烯的质量之和与溶剂的质量比为1：5～8；

3)向步骤2)获得的溶液中加入制孔剂，在90～150W，40～80℃的间歇超声0.5～4h，继续搅拌10～15h；静置脱泡10～72h，得到铸膜溶胶液；所述木质素与所述聚氯乙烯的质量之和与制孔剂的质量比为1：0.1～0.8；

4)使用制膜设备，将所述铸膜溶胶液涂成平板或拉伸成中空纤维，放置5～100s，置于20～80℃的水中，浸泡24-48小时，得到木质素-聚氯乙烯共混超滤膜。

木质素干燥的条件选选：在50～100℃的温度下干燥2～12h。

溶剂优选：四氢呋喃、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙酮、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。