專利名稱：一種中空纖維式正滲透膜的制備方法
技術領域：
本發明涉及ー種膜制備方法，具體涉及ー種中空纖維式正滲透膜的制備方法。
背景技術：
正滲透技術是近年來發展起來的一種膜分離技術，是ー種依靠溶液滲透壓作為驅動カ達到目標溶液分離的ー項技木。其特點在于不用外加壓カ即可達到目標體系的分離，抗污染能力強、常溫常壓下即可操作，是ー種節能環保、可持續發展的分離方式。正滲透膜分離技術因此適用于海水淡化、硬水軟化、廢水處理、鹽水濃縮、食品濃縮、藥物緩釋、野外生存等諸多領域。正滲透膜作為ー種選擇性透過膜，是正滲透分離技術的基礎。正滲透過程中，水通過正滲透膜從高水化學勢ー側向低水化學勢ー側傳遞(即滲透壓的不同)，而水分子之外的溶解物質被截留在原料液ー側(即高水化學勢ー側)，從而實現了水的分離。正滲透膜不 僅需要厚度盡量薄，以便讓原料液接近驅動溶液，保持高滲透壓；同時也需要足夠強韌，可抵抗滲透產生的水流壓力。因此合成適用于正滲透分離的正滲透膜是至關重要的。采用界面聚合復合法制備具有超薄表層的分離膜是目前該領域制備分離膜的最主要方法。該法的特點是在多孔基膜的基礎上復合一層具有納米孔徑的超薄表層，實現了基膜與分離功能層分別制備，優點在于可以采用不同材料制備基膜與分離層，從而實現膜性能的最大優化。目前，正滲透膜尚處于研發階段，目前全球只有美國Hydration TechnologyInnovations (HTI)公司能夠商業化生產醋酸纖維素正滲透平板膜，而且耐菌和膜抗污染能力差。盡管國內在90年代有專利“非加壓吸附滲透法海水淡化”(CN92110710. 2)，正滲透膜的研究在國內還沒有真正開始。膜組件構型以平板式膜組件為主，填充率低、比表面積小、膜清洗困難等，不能滿足其在大規模分離場合的應用。因此基于界面聚合開發自我支撐的中空纖維式復合正滲透膜是近年來分離膜領域的一大熱點。本發明所要解決問題即開發一種分離層在內表面、填充率高的、抗污染易清洗的中空纖維式復合正滲透膜，擬滿足正滲透膜在物料分離和水處理領域的需求。

發明內容
目的為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供ー種中空纖維式正滲透膜的制備方法，通過在內壓式中空纖維多孔膜表層復合一層具有分離功能的超薄表層，以其獲得一種填充系數高、適用于正滲透分離過程的分離膜。技術方案為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為ー種中空纖維式正滲透膜的制備方法，具體包括以下步驟—、將中空纖維基膜做成膜組件，將膜組件置于膜過濾裝置中；ニ、用水洗凈膜組件表面殘留甘油，并除去膜組件殘余水分，將中空纖維基膜陰干;三、配制多元胺水溶液，使所述多元胺水溶液通過膜組件的內表面，然后除去膜組件表面多余水分；四、配制含有多元酰氯的有機溶液，使所述有機溶液通過膜組件內表面，反應一段時間；五、待反應完畢，使用含有醇的水溶液處理上述反應所得膜，即得中空纖維復合正滲透膜。步驟一中所述中空纖維基膜為PEI (聚醚酰亞胺)，PS (聚砜)，PES(聚醚砜)，PAN(聚丙烯腈)，PVDF(聚四氟こ烯)制成的高分子超濾膜中的ー種。所述的中空纖維基膜按照典型的浸沒-沉淀相轉化法制備，以PEI (聚醚酰亞胺)基膜為例，鑄膜液含PEI、DMAc (N, N’ ニ甲基こ酰胺)，GBL(y-丁內酷)，其比例為PEI/DMAc/GBL = 25/55/20。紡絲芯液為水，外凝膠浴也為水，空氣浴長度4. Ocm,纏繞收絲速度15. lm/min,紡絲頭尺寸(內徑/外徑)為0. 7/1. 5mm。按照此條件所紡出的中空纖維內徑 為 0. 7mm,外徑 I. 0mm。步驟三中所述多元胺為間苯ニ胺、鄰苯ニ胺、哌嗪、對苯ニ胺、均苯三胺及飽和多元胺中的ー種或幾種，所述多元胺水溶液中多元胺濃度為0. 05wt% -10. 0wt%。步驟三中所述多元胺水溶液中含有添加剤；所述添加劑包括堿類物質和表面活性物質；所述堿類物質為三こ胺、三こ醇胺、氫氧化鈉中的ー種或幾種；所述表面活性物質為十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基苯硫酸鈉，吐溫中的ー種或者幾種；其中所述堿類物質濃度為
0.05wt% -10. Owt所述表面活性物質濃度為0. 05wt% -5. Owt%。步驟四中所述有機溶液的溶劑為正己烷、環己烷、苯、甲苯、ニ甲苯中任意ー種。步驟四中所述多元酰氯為芳香族多元酰氯和脂肪族多元酰氯中的ー種或幾種，所述有機溶液中多元酰氯濃度為0. 05wt% -2. Owt%。作為優選，所述芳香族多元酰氯為均苯三甲酰氯、鄰苯ニ甲酰氯、對苯ニ甲酰氯、間苯ニ甲酰氯中的ー種或幾種。作為優選，步驟五中所述醇為甲醇、こ醇、異丙醇中的ー種或幾種，所述水溶液中醇濃度為70wt% -IOOwt%，所述處理時間為0. 5-100小時。作為優選，步驟三中所述多元胺水溶液通過膜組件時間為5-600秒。作為優選，步驟四中所述有機溶液通過膜組件時間為5-300秒。有益效果本發明所述的ー種中空纖維式正滲透膜的制備方法制備的中空纖維式復合正滲透膜具有獨特的交聯網狀孔結構、填充率高、抗污染易清洗，有效過濾面積大，適合用于正滲透分離過程。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進ー步的說明。擁有大的純水滲透通量同時兼具低的鹽滲透通量為理想的正滲透膜的指標。將實例中制得的中空纖維式復合正滲透膜經過如下的測試；測試試驗中，驅動液采用I. OmoI/L氯化鈉溶液，進料液為純水。PRO(壓カ延緩滲透)模式為鹽水通過選擇層ー側，即中空纖維式復合正滲透膜的內表面管腔側；F0(正滲透)模式為鹽水通過中空纖維式復合正滲透膜外表面ー側。純水滲透通量與鹽滲透通量分別定義為
權利要求
1.ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，具體包括以下步驟 一、將中空纖維基膜做成膜組件，將膜組件置于膜過濾裝置中； ニ、用水洗凈膜組件表面殘留甘油，并除去膜組件殘余水分，將中空纖維基膜陰干； 三、配制多元胺水溶液，使所述多元胺水溶液通過膜組件的內表面，然后除去膜組件表面多余水分； 四、配制含有多元酰氯的有機溶液，使所述有機溶液通過膜組件內表面，反應一段時間； 五、待反應完畢，使用含有醇的水溶液處理上ー步驟所得膜，即得中空纖維復合正滲透膜。
2.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于步驟一中所述中空纖維基膜為PEI，PS, PES, PAN, PVDF制成的高分子超濾膜中的ー種。
3.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于步驟三中所述多元胺為間苯ニ胺、鄰苯ニ胺、哌嗪、對苯ニ胺、均苯三胺及飽和多元胺中的一種或幾種，所述多兀胺水溶液中多兀胺濃度為0. 05wt%-10. 0wt%。
4.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于步驟三中所述多元胺水溶液中含有添加劑；所述添加劑包括堿類物質和表面活性物質；所述堿類物質為三こ胺、三こ醇胺、氫氧化鈉中的ー種或幾種；所述表面活性物質為十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基苯硫酸鈉，吐溫中的ー種或者幾種；其中所述堿類物質濃度為0. 05wt%-10. 0wt%,所述表面活性物質濃度為0. 05 wt%-5. 0wt%。
5.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于步驟四中所述有機溶液的溶劑為正己烷、環己烷、苯、甲苯、ニ甲苯中任意ー種。
6.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于步驟四中所述多元酰氯為芳香族多元酰氯和脂肪族多元酰氯中的ー種或幾種，所述有機溶液中多元酰氯濃度為0.05 wt%-2. 0 wt%。
7.根據權利要求6所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于所述芳香族多元酰氯為均苯三甲酰氯、鄰苯ニ甲酰氯、對苯ニ甲酰氯、間苯ニ甲酰氯中的ー種或幾種。
8.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于步驟五中所述醇為甲醇、こ醇、異丙醇中的ー種或幾種，所述水溶液中醇濃度為70 wt%-100wt% ;所述處理時間為0. 5-100小時。
9.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在干步驟三中所述多元胺水溶液通過膜組件時間為5-600秒。
10.根據權利要求I所述的ー種中空纖維式復合正滲透膜的制備方法，其特征在于步驟四中所述有機溶液通過膜組件時間為5-300秒。
全文摘要
本發明公開了一種中空纖維式正滲透膜的制備方法，具體包括以下步驟一、將中空纖維基膜做成膜組件，將膜組件置于膜過濾裝置中；二、用水洗凈膜組件表面殘留甘油，并除去膜組件殘余水分，將中空纖維基膜陰干；三、配制多元胺水溶液，使所述多元胺水溶液通過膜組件的內表面，然后除去膜組件表面多余水分；四、配制含有多元酰氯的有機溶液，使所述有機溶液通過膜組件內表面，反應一段時間；五、待反應完畢，使用含有醇的水溶液處理上述反應所得膜，即得中空纖維復合正滲透膜。用本發明所述的一種中空纖維式正滲透膜的制備方法制備的中空纖維式復合正滲透膜填充率高、抗污染易清洗，同尺寸組件的有效過濾面積大，適合用于正滲透分離過程。
文檔編號B01D69/08GK102773024SQ20121013714
公開日2012年11月14日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者李屹, 楊乾, 王開宇, 程喜全, 肖有昌, 邵路 申請人:蘇州信望膜技術有限公司