专利名称：一种中空纤维式正渗透膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种膜制备方法，具体涉及ー种中空纤维式正滲透膜的制备方法。
背景技术：
正滲透技术是近年来发展起来的一种膜分离技术，是ー种依靠溶液渗透压作为驱动カ达到目标溶液分离的ー项技木。其特点在于不用外加压カ即可达到目标体系的分离，抗污染能力强、常温常压下即可操作，是ー种节能环保、可持续发展的分离方式。正滲透膜分离技术因此适用于海水淡化、硬水软化、废水处理、盐水浓缩、食品浓缩、药物缓释、野外生存等诸多领域。正滲透膜作为ー种选择性透过膜，是正滲透分离技术的基础。正渗透过程中，水通过正渗透膜从高水化学势ー侧向低水化学势ー侧传递(即渗透压的不同)，而水分子之外的溶解物质被截留在原料液ー侧(即高水化学势ー侧)，从而实现了水的分离。正滲透膜不 仅需要厚度尽量薄，以便让原料液接近驱动溶液，保持高渗透压；同时也需要足够强韧，可抵抗渗透产生的水流压力。因此合成适用于正滲透分离的正滲透膜是至关重要的。采用界面聚合复合法制备具有超薄表层的分离膜是目前该领域制备分离膜的最主要方法。该法的特点是在多孔基膜的基础上复合一层具有纳米孔径的超薄表层，实现了基膜与分离功能层分别制备，优点在于可以采用不同材料制备基膜与分离层，从而实现膜性能的最大优化。目前，正渗透膜尚处于研发阶段，目前全球只有美国Hydration TechnologyInnovations (HTI)公司能够商业化生产醋酸纤维素正渗透平板膜，而且耐菌和膜抗污染能力差。尽管国内在90年代有专利“非加压吸附渗透法海水淡化”(CN92110710. 2)，正渗透膜的研究在国内还没有真正开始。膜组件构型以平板式膜组件为主，填充率低、比表面积小、膜清洗困难等，不能满足其在大規模分离场合的应用。因此基于界面聚合开发自我支撑的中空纤维式复合正滲透膜是近年来分离膜领域的一大热点。本发明所要解决问题即开发一种分离层在内表面、填充率高的、抗污染易清洗的中空纤维式复合正滲透膜，拟满足正滲透膜在物料分离和水处理领域的需求。
发明内容
目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供ー种中空纤维式正滲透膜的制备方法，通过在内压式中空纤维多孔膜表层复合一层具有分离功能的超薄表层，以其获得一种填充系数高、适用于正滲透分离过程的分离膜。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为ー种中空纤维式正滲透膜的制备方法，具体包括以下步骤—、将中空纤维基膜做成膜组件，将膜组件置于膜过滤装置中；ニ、用水洗净膜组件表面残留甘油，并除去膜组件残余水分，将中空纤维基膜阴干;三、配制多元胺水溶液，使所述多元胺水溶液通过膜组件的内表面，然后除去膜组件表面多余水分；四、配制含有多元酰氯的有机溶液，使所述有机溶液通过膜组件内表面，反应一段时间；五、待反应完毕，使用含有醇的水溶液处理上述反应所得膜，即得中空纤维复合正渗透膜。步骤一中所述中空纤维基膜为PEI (聚醚酰亚胺)，PS (聚砜)，PES(聚醚砜)，PAN(聚丙烯腈)，PVDF(聚四氟こ烯)制成的高分子超滤膜中的ー种。所述的中空纤维基膜按照典型的浸没-沉淀相转化法制备，以PEI (聚醚酰亚胺)基膜为例，铸膜液含PEI、DMAc (N, N’ ニ甲基こ酰胺)，GBL(y-丁内酷)，其比例为PEI/DMAc/GBL = 25/55/20。纺丝芯液为水，外凝胶浴也为水，空气浴长度4. Ocm,缠绕收丝速度15. lm/min,纺丝头尺寸(内径/外径)为0. 7/1. 5mm。按照此条件所纺出的中空纤维内径 为 0. 7mm,外径 I. 0mm。步骤三中所述多元胺为间苯ニ胺、邻苯ニ胺、哌嗪、对苯ニ胺、均苯三胺及饱和多元胺中的ー种或几种，所述多元胺水溶液中多元胺浓度为0. 05wt% -10. 0wt%。步骤三中所述多元胺水溶液中含有添加剤；所述添加剂包括碱类物质和表面活性物质；所述碱类物质为三こ胺、三こ醇胺、氢氧化钠中的ー种或几种；所述表面活性物质为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯硫酸钠，吐温中的ー种或者几种；其中所述碱类物质浓度为
0.05wt% -10. Owt所述表面活性物质浓度为0. 05wt% -5. Owt%。步骤四中所述有机溶液的溶剂为正己烷、环己烷、苯、甲苯、ニ甲苯中任意ー种。步骤四中所述多元酰氯为芳香族多元酰氯和脂肪族多元酰氯中的ー种或几种，所述有机溶液中多元酰氯浓度为0. 05wt% -2. Owt%。作为优选，所述芳香族多元酰氯为均苯三甲酰氯、邻苯ニ甲酰氯、对苯ニ甲酰氯、间苯ニ甲酰氯中的ー种或几种。作为优选，步骤五中所述醇为甲醇、こ醇、异丙醇中的ー种或几种，所述水溶液中醇浓度为70wt% -IOOwt%，所述处理时间为0. 5-100小时。作为优选，步骤三中所述多元胺水溶液通过膜组件时间为5-600秒。作为优选，步骤四中所述有机溶液通过膜组件时间为5-300秒。有益效果本发明所述的ー种中空纤维式正渗透膜的制备方法制备的中空纤维式复合正滲透膜具有独特的交联网状孔结构、填充率高、抗污染易清洗，有效过滤面积大，适合用于正渗透分离过程。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进ー步的说明。拥有大的纯水渗透通量同时兼具低的盐渗透通量为理想的正滲透膜的指标。将实例中制得的中空纤维式复合正渗透膜经过如下的测试；测试试验中，驱动液采用I. OmoI/L氯化钠溶液，进料液为纯水。PRO(压カ延缓渗透)模式为盐水通过选择层ー侧，即中空纤维式复合正滲透膜的内表面管腔侧；F0(正滲透)模式为盐水通过中空纤维式复合正滲透膜外表面ー侧。纯水渗透通量与盐渗透通量分别定义为
权利要求
1.ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，具体包括以下步骤 一、将中空纤维基膜做成膜组件，将膜组件置于膜过滤装置中； ニ、用水洗净膜组件表面残留甘油，并除去膜组件残余水分，将中空纤维基膜阴干； 三、配制多元胺水溶液，使所述多元胺水溶液通过膜组件的内表面，然后除去膜组件表面多余水分； 四、配制含有多元酰氯的有机溶液，使所述有机溶液通过膜组件内表面，反应一段时间； 五、待反应完毕，使用含有醇的水溶液处理上ー步骤所得膜，即得中空纤维复合正滲透膜。
2.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述中空纤维基膜为PEI，PS, PES, PAN, PVDF制成的高分子超滤膜中的ー种。
3.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述多元胺为间苯ニ胺、邻苯ニ胺、哌嗪、对苯ニ胺、均苯三胺及饱和多元胺中的一种或几种，所述多兀胺水溶液中多兀胺浓度为0. 05wt%-10. 0wt%。
4.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于步骤三中所述多元胺水溶液中含有添加剂；所述添加剂包括碱类物质和表面活性物质；所述碱类物质为三こ胺、三こ醇胺、氢氧化钠中的ー种或几种；所述表面活性物质为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯硫酸钠，吐温中的ー种或者几种；其中所述碱类物质浓度为0. 05wt%-10. 0wt%,所述表面活性物质浓度为0. 05 wt%-5. 0wt%。
5.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于步骤四中所述有机溶液的溶剂为正己烷、环己烷、苯、甲苯、ニ甲苯中任意ー种。
6.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于步骤四中所述多元酰氯为芳香族多元酰氯和脂肪族多元酰氯中的ー种或几种，所述有机溶液中多元酰氯浓度为0.05 wt%-2. 0 wt%。
7.根据权利要求6所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于所述芳香族多元酰氯为均苯三甲酰氯、邻苯ニ甲酰氯、对苯ニ甲酰氯、间苯ニ甲酰氯中的ー种或几种。
8.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于步骤五中所述醇为甲醇、こ醇、异丙醇中的ー种或几种，所述水溶液中醇浓度为70 wt%-100wt% ;所述处理时间为0. 5-100小时。
9.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在干步骤三中所述多元胺水溶液通过膜组件时间为5-600秒。
10.根据权利要求I所述的ー种中空纤维式复合正滲透膜的制备方法，其特征在于步骤四中所述有机溶液通过膜组件时间为5-300秒。
全文摘要
本发明公开了一种中空纤维式正渗透膜的制备方法，具体包括以下步骤一、将中空纤维基膜做成膜组件，将膜组件置于膜过滤装置中；二、用水洗净膜组件表面残留甘油，并除去膜组件残余水分，将中空纤维基膜阴干；三、配制多元胺水溶液，使所述多元胺水溶液通过膜组件的内表面，然后除去膜组件表面多余水分；四、配制含有多元酰氯的有机溶液，使所述有机溶液通过膜组件内表面，反应一段时间；五、待反应完毕，使用含有醇的水溶液处理上述反应所得膜，即得中空纤维复合正渗透膜。用本发明所述的一种中空纤维式正渗透膜的制备方法制备的中空纤维式复合正渗透膜填充率高、抗污染易清洗，同尺寸组件的有效过滤面积大，适合用于正渗透分离过程。
文档编号B01D69/08GK102773024SQ20121013714
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者李屹, 杨乾, 王开宇, 程喜全, 肖有昌, 邵路 申请人:苏州信望膜技术有限公司