[发明专利]一种一步法获得中空纤维纳滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种一步法获得中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)铸膜液的配置：由聚丙烯腈、孔径调节剂和溶剂混合制成；2)芯液的配置：由碱液、聚乙烯亚胺或乙二胺溶液混合制成；3)中空纤维纳滤膜的制备：将步骤1)中制得的铸膜液和步骤2)中制得的芯液分别从芯液口和铸膜液口喷出形成纤维管状液膜，所述液膜经过空气间隙后进入凝胶装置发生相转化固化成膜。本发明一步法完成中空纤维纳滤膜的制备，制得的纳滤膜既有相转化法的快速方便性，又有界面聚合法得到皮层薄孔径小的优势。

技术领域

本发明涉及中空纤维纳滤膜，具体涉及一种一步法获得中空纤维纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤膜是近几年发展较快的新型膜分离技术，目前社会普遍采用的制备方法是相转化法和界面聚合法。相转化法指将一种或几种高分子均相铸膜液浸入到非溶剂中，由热力学稳定状态转变成不稳定状态，进而固化成膜。界面聚合法是目前使用最多且最有效的方法，它是利用两种反应活性很高的单体在两个互不相容的溶剂界面处发生聚合反应，从而在多孔支撑体上形成一层很薄且孔径约在2～10nm的致密层。相转化法制备纳滤膜的缺点是很难形成孔径在2～10nm的致密皮层，如果仅靠调节固含量或者加入大分子量的添加剂，则会形成较厚的皮层，这又会降低膜的通量，所以在工艺和性能上很难达到一个利于产业化生产的平衡点；而界面聚合法工艺流程繁琐，需要将膜在不同性质的溶液中浸泡在形成一层很薄且孔径小的滤孔，操作复杂，对设备要求高，投资成本高等缺点，也一直是制约界面聚合方法的一个很重要因素。

如中国发明专利CN101844041A(专利号为ZL201010192519.6)公开了一种中空纤维纳滤膜及其制备方法，包括以下步骤：a)铸膜液的配置：由聚丙烯腈(PAN)高聚物质量百分比18～26％、溶剂A质量百分比65～80％和孔径调节剂B质量百分比2～17％混合制成；b)聚丙烯腈(PAN)超滤基膜的制备：将水和步骤a)中制得的铸膜液分别通过齿轮泵由芯液通道和铸膜液通道注入一喷丝头，并同时经所述喷丝头芯液口和铸膜液口喷出成纤维管状液膜；然后，液膜经过0.5～20cm厘米的空气间隙后进入凝固浴池并缠绕在绕丝轮上，相变凝固成中空纤维超滤基膜；c)对步骤b)取得的中空纤维超滤基膜使用化学复合法依次碱洗、酸洗、胺化：将由步骤b)制得的中空纤维超滤基膜浸入碱液中处理，所用碱液为0.5～6.25M·L^-1的氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)或氢氧化锂(LiOH)中，在20～60℃下处理5～15分钟，取出用自来水冲洗；浸入酸液中处理，所用酸液为0.1～2M的盐酸(HCl)或硫酸(H₂SO₄)或硝酸(HNO₃)，在20～40℃下处理5～10分钟，取出用自来水冲洗；浸入胺液中处理，所用胺为质量百分比1.0～10％的聚乙烯亚胺或乙二胺或对苯二胺水溶液，在20～60℃下处理5～30分钟，取出用自来水冲洗，得到中空纤维纳滤膜；d)清洗干燥：将步骤c)制得的中空纤维纳滤膜放入20∶80wt％～80∶20wt％的甘油与水混合物中浸泡24～72小时，在空气中晾干。该方案中中空纤维超滤基膜使用化学复合法依次碱洗、酸洗、胺化，工艺流程繁琐，操作复杂，对设备要求高，投资成本高等缺点，制约界面聚合方法的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种皮层薄、皮层孔径小且一步法获得中空纤维纳滤膜的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种一步法获得中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)铸膜液的配置：

由聚丙烯腈、孔径调节剂和溶剂混合制成；

2)芯液的配置：

由碱液、聚乙烯亚胺或乙二胺溶液混合制成；

3)中空纤维纳滤膜的制备：