[发明专利]废水处理用高性能超滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种废水处理用高性能超滤膜包括以下重量份的组分：聚砜20～50重量份、二甲基乙酰胺50～80重量份、氯化聚氯乙烯20～50重量份、改性聚丙烯腈3～6重量份、聚乙烯吡咯烷酮5～10重量份、过硫酸盐1～2重量份、交联剂1～5重量份；聚乙烯吡咯烷酮是在乙烯吡咯烷酮水溶液中加入过氧化氢作为氧化剂，再加入偶氮二异丁腈引发聚合制得。本发明还公开了该废水处理用高性能超滤膜的制备方法。本发明的废水处理用高性能超滤膜性能优异，水通量大，截留率高。

技术领域

本发明涉及涉及一种废水处理用超滤膜，以及该超滤膜的制备方法，属于水净化技术领域。

背景技术

膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集。膜分离技术作为一种高效的分离技术，已经被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等领域。国外专家甚至把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”，被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一，它将在人类社会的发展史上起到不可替代的重要作用。

超滤膜分离技术是以压力为推动力，利用膜的孔径、材料表面化学特性等使溶剂、小分子溶质透过膜，而胶体、蛋白质、细菌、病毒等大分子物质被截留、浓缩的筛分过程，从而实现大分子物质、胶体物质与小分子溶剂的分离。超滤膜在应用过程中，由于处理对象不同，运行条件不同，膜的预处理、消毒灭菌、清洗方法的不同，对膜材质的要求亦不同。常用超滤膜材料有聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈等。

为了克服膜材料本身的亲水性差、易污染、强度差等缺点，人们常常使用一些物理或化学方法对其进行改性。近年来，一些学者尝试利用Al₂O₃、SiO₂、TiO₂等无机纳米粒子和有机物质对聚醚砜超滤膜材料进行改性研究，制备出的复合膜材料表现出优异的使用性能，但是，这些超滤膜的制造成本高，价格昂贵、制备工艺过程复杂、不利于大规模推广应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种性能优异，水通量大，截留率高的废水处理用高性能超滤膜及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题提出的一种技术方案是：一种废水处理用高性能超滤膜，包括以下重量份的组分：聚砜20～50重量份、二甲基乙酰胺50～80重量份、氯化聚氯乙烯20～50重量份、改性聚丙烯腈3～6重量份、聚乙烯吡咯烷酮5～10重量份、过硫酸盐1～2重量份、交联剂1～5重量份；所述聚乙烯吡咯烷酮是在乙烯吡咯烷酮水溶液中加入过氧化氢作为氧化剂，再加入偶氮二异丁腈引发聚合制得。

上述过硫酸盐是过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或两种。

上述交联剂为双丙烯酰胺。

上述改性聚丙烯腈是将聚丙烯腈在50～70℃，依次采用碳酸钠水溶液、皂片水溶液和去离子水洗涤，然后于40～50℃真空干燥，将干燥后的聚丙烯腈加入氢氧化钠溶液中于80～90℃的搅拌洗涤1～1.5h取出，并采用蒸馏水洗去残余氢氧化钠溶液，即得到改性聚丙烯腈。

本发明为解决上述技术问题提出的另一种技术方案是：一种废水处理用高性能超滤膜的制备方法，包括以下步骤：

A、准确称取聚砜、氯化聚氯乙烯、改性聚丙烯腈、二甲基乙酰胺、乙烯吡咯烷酮、过硫酸盐和交联剂备用；

B、在二甲基乙酰胺中，依次加入聚砜、氯化聚氯乙烯、改性聚丙烯腈后，混合搅均，得到混合液a；

C、将乙烯吡咯烷酮的配制成水溶液，加入过氧化氢作为氧化剂，然后加入偶氮二异丁腈引发聚合，使得乙烯基吡咯烷酮转化成聚乙烯吡咯烷酮；

D、将步骤C中制得的聚乙烯吡咯烷酮加入混合液a中，进行搅拌混合，搅拌过程中缓慢加入过硫酸盐，然后加入交联剂，加热，得到混合液b；

E、将混合液b真空脱泡，得到铸膜液，然后将铸膜液经过纺丝机进行纺丝，绕丝，形成所述高性能超滤膜。