[发明专利]一种具有增强染料和盐分离性能的BC-Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有增强染料和盐分离性能的BC‑Kevlar复合基质纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：1)制备BC‑Kevlar纳米纤维膜：将Kevlar纤维和KOH溶于二甲基亚砜和水的混合溶液中，在室温下搅拌2周，得到红棕色粘稠状的BC‑Kevlar铸膜液，将BC‑Kevlar铸膜液静置脱泡，倾倒在玻璃板上涂刮成BC‑Kevlar纳米纤维膜；2)将步骤1)制备的BC‑Kevlar纳米纤维膜浸泡在室温的去离子水中水浴，用无纺布托住底部取出，再经过烘箱固化干燥处理，得到BC‑Kevlar复合纳滤膜。这种BC‑Kevlar复合基质纳滤膜的制备过程简单，条件温和，得到的BC‑Kevlar复合基质纳滤膜具有增强染料和盐分离的性能，可用于工业废水的处理，具有十分广阔的前景。

技术领域

本发明属于分离膜技术领域，具体是一种具有增强染料和盐分离性能的BC-Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法。

背景技术

膜分离技术作为当代一门新型高效的分离技术，在水处理、能源、环境、航空航天、电子及生物医用等诸多领域展现出极其广阔的应用前景。近年来，在处理废水这一块，纳滤(NF)技术以其操作压力低、通量大、对多价阴离子盐截留率高、投资少等优点应用广泛，在国际上发展较快。其中，L-S相转化法是制备高分子分离膜的主要方法，常见的工程塑料聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)等很容易加工成微滤膜或超滤膜，但是由于其在10-100nm的孔径，允许大分子(染料、悬浮颗粒和天然有机物)和溶解固体(无机盐)通过，在冶金工业、纺织工业和重金属资源等许多工业过程中的应用受到了限制。因此，选择使用有机聚合物制备的微孔膜具有良好的渗透性和热稳定性，由于刚性聚合物链形成的网络，对高分子量分子保持了良好的选择性，具有广阔的应用前景。

Bowen et al.用聚砜(PSU)和磺化聚醚醚酮(SPEEK)为原料，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，制备了PSU/SPEEK共混膜。结果表明，当SPEEK含量在0.5-5％时，共混膜具有较高的孔隙率、通量和盐截留率，能有显著减少粒子的吸附。当SPEEK含量为5％时，得到的共混膜性能最佳。

Hosseini et al.通过向聚醚砜(PES)基膜中嵌入Fe₃O₄/PVP纳米颗粒，制备了混合基质纳滤膜，相对于原始膜，其水通量由原来的3.14(L/m2*h)增加到9.96(L/m2*h)，原始膜的盐截留率为82％，而纳米复合膜的盐截留率在77％-90％之间。复合NPs加入聚合物基体后，膜的抗拉强度也有所提高。与原始膜相比，其性能实现了较大的飞跃。

Haddad et al.以醋酸纤维素为原料，溶解在丙酮/甲酰胺的混合溶剂中，利用相转化法，制备了醋酸纤维素纳滤膜。研究发现，当醋酸纤维素浓度为22％，热处理温度为80℃时，制备的纳滤膜在1.6MPa压力下对浓度为3500-4000ppm的NaCl溶液的渗透通量为7.18(L/m2*h)，截留率为86％。

本发明旨在提供一种具有增强染料和盐分离性能的BC-Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供了一种具有增强染料和盐分离性能的BC-Kevlar复合基质纳滤膜及其制备方法，制备过程简单，条件温和，得到的BC-Kevlar复合基质纳滤膜具有增强染料和盐分离的性能，可用于工业废水的处理，具有十分广阔的前景。