[发明专利]一种高通量聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及膜过滤技术领域，公开了一种高通量聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备方法。包括以下步骤：S1、利用海藻酸钠对疏水聚四氟乙烯微孔膜进行活化改性得到亲水聚四氟乙烯微孔膜；S2、利用硅烷偶联剂对石英玻璃纤维进行表面改性处理；S3、将三羟基季铵盐接枝到石英玻璃纤维表面得到改性石英玻璃纤维；S4、将改性石英玻璃纤维通过静置吸附法沉积到亲水聚四氟乙烯微孔膜上形成纤维网，得到预处理聚四氟乙烯微孔膜；S5、在预处理聚四氟乙烯微孔膜表面涂覆聚醚砜铸膜液干燥成膜。本发明在制备聚四氟乙烯复合纳滤膜过程中能够避免高分子有机物质从聚四氟乙烯微孔膜表面的裂缝渗透其内部造成膜孔的堵塞，从而提高聚四氟乙烯复合纳滤的水通量。

技术领域

本发明涉及膜过滤技术领域，尤其是涉及一种高通量聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术是多学科交叉渗透的高新科技技术，因其具有高效节能无相变的优势，已成为分离纯化领域的重要技术，广泛应用于食品、饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、湿法冶金技术、气体和液体燃料的生产以及石油化工制品生产等方面。在膜分离技术的发展过程中，超滤、微滤及反渗透技术已相对比较成熟，但是随着膜分离技术的不断发展与进步，超滤和反渗透技术已不能满足全部的液体分离需求。超滤技术因其孔径影响，主要用于截留分子量较大的物质的分离，反渗透技术因其几乎能截留所有的离子，主要用于脱盐。纳滤作为新兴起的膜分离技术，其分离性能介于超滤与反渗透之间，可有效截留有机小分子和部分无机盐类。截留分子量在200-2000之间，是根据吸附、扩散原理，以压力差为推动力的膜分离过程。其孔径在纳米级内，一般为0.5-2.0nm。纳滤膜常带电荷，对不同价的无机盐离子具有显著的截留差异，对高价离子的截留率可高达99％，它分离物质主要基于静电排斥作用和空间位阻效应，纳滤过程所需压力比反渗透低得多，兼具高截留率和低能耗的优点，且具有良好的稳定性，因此在降低水体硬度、分离不同低分子量有机物、去除有机物中所含有的无机盐等应用中具有十分高效的处理结果和显著的节能优势。现在已广泛应用于苦咸水和海水的淡化、无水处理和工业分离等领域。

复合纳滤膜主要由两部分组成，包括基膜(支撑层)和覆盖于基膜表面的过滤分离膜(功能层)，基膜用于为过滤分离膜提高基体支撑作用，保护过滤分离层在水压作用下不发生强力损伤，过滤分离膜用于截留水体中的离子或有机分子，水分子可以透过过滤分离膜，但是离子或有机分子不能通过，从而起到水体过滤净化的作用。聚四氟乙烯(PTFE)具有塑料王的美誉，在现有膜材料中强度最高，因此聚四氟乙烯作为纳滤膜支撑层具有天然优势，聚四氟乙烯微孔膜的表面微观结构不同于其他材料微孔膜，其他材料微孔膜的表面分散有让水分子通过的微孔，而聚四氟乙烯微孔膜表面微观结构为纤维-结点结构，即其表面具有较多的条状裂缝，水分子从聚四氟乙烯微孔膜的条状裂缝中通过渗出，但是聚四氟乙烯微孔膜表面条状裂缝相对于一般的微孔膜表面的圆状孔隙具有较大的尺寸，在聚四氟乙烯微孔膜涂覆高分子有机物制备过滤分离膜的过程中，高分子有机物质能够渗入聚四氟乙烯微孔膜表面较大尺寸的条状裂缝中，从而造成聚四氟乙烯基膜膜孔的堵塞，进而造成复合纳滤膜的水通量降低。

发明内容

本发明是为了克服以上现有技术问题，提供一种高通量聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备方法。

本发明在制备聚四氟乙烯复合纳滤膜过程中能够避免高分子有机物质从聚四氟乙烯微孔膜表面的裂缝渗透其内部造成膜孔的堵塞，从而提高聚四氟乙烯复合纳滤的水通量，进而提高复合纳滤膜的过滤效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高通量聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠加入去离子水和乙醇的混合溶液中配制成海藻酸钠溶液，向海藻酸钠溶液中滴加盐酸溶液调节pH至4-5，将疏水聚四氟乙烯微孔膜浸入海藻酸钠溶液中，然后加入戊二醛交联剂，水浴加热至50-60℃，保温反应1-3h，然后置于烘箱中烘干，得到活化亲水聚四氟乙烯微孔膜；