一种小截留分子量聚砜超滤膜的制备方法与流程

本发明是一种制备小截留分子量聚砜超滤膜的方法，属于超滤膜制备技术领域。

背景技术：

超滤膜是一总种新型化工单元操作之一，其主作用是过滤分离、浓缩、纯化生物制品、医药以及食品工业中；还用于血液、废水和超纯水的制备等装置中，应用十分广泛。超滤膜分离可取代传统工艺中的自然沉降，板框过滤，真空转鼓，离心分离，溶媒萃取，树脂提纯，活性炭脱色等工艺过程。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。具有非常好的优点。

目前科研人员对超滤膜的研究是非常深入全面，各种类型的超滤膜都是有的，各种截留分子质量的超滤膜市场上也是有的，但低截留分子的超滤膜(截留分子小于5000)比较少，并且通量都比较低。因此研究较低截留分子的超滤膜是需要的。研究具有低截留分子超滤膜在一定程度上能够替代部分纳滤膜，进而使得超滤膜具有更加广的应用范围。本专利发明了一种制备不同截留分子质量超滤膜的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种制备不同截留分子量超滤膜的方法。

为此，本发明的技术方案是：一种小截留分子量聚砜超滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将聚砜和添加剂溶解到溶剂中得到铸膜液；

2)将所述铸膜液进行真空脱泡，并制备出聚砜超滤膜基膜；

3)制备浓度为0.02-0.2wt％的聚乙二醇(pva)水溶液；

4)将pva水溶液加入一定量浓硫酸后涂覆在制备的超滤膜表面，随后将其放入烘箱中进行反应；

5)反应后的超滤膜浸泡纯水中进行清洗，即得所需超滤膜。

上述制备方法中：

所述步骤1)添加剂为均苯三甲酸(tma)，将聚砜和均苯三甲酸(tma)溶解到溶剂中得到铸膜液。

所述步骤1)添加剂均苯三甲酸的总的质量百分含量为2％。

所述步骤4)中，所述pva水溶液中浓硫酸的含量为0.01％(体积比)。

所述步骤4)中pva混合溶液均匀涂覆在聚砜基膜表面，大约1分钟左右。

所述步骤4)经过涂覆后的膜放入烘箱内，时间为10分钟，温度分别为60℃、80℃和90℃。

所述步骤5)中制得的超滤膜在纯水中浸泡12小时。

本发明的有益效果是：本发明制备方法简单，原料来源广泛廉价；通过在膜表面进行改性，并控制制备成膜的工艺条件，以此来对超滤膜性能以及结构进行调控，适用于膜分离领域。根据对膜平面的sem图可以观察，膜在温度60℃情况下具有较大的孔，80℃和90℃时具有较小的孔径；60℃情况下制备的复合膜截留分子质量都大于10000，在90℃，pva浓度0.02wt％能够截留较小的分子(800)；温度能够影响膜表面发生的反应，从而改变膜表面结构影响膜性能。pva含量以及反应时温度共同作用制备的超滤复合膜，能够截留不同分子质量。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明

图1是聚砜复合超滤膜(pva0.02wt％)在不同温度下的截留率，s1为60℃，s2为80℃，s3为90℃；

图2是聚砜复合超滤膜(pva0.03wt％)在不同温度下的截留率，s4为60℃，s5为80℃，s6为90℃；

图3是聚砜复合超滤膜(pva0.05wt％)在不同温度下的截留率，s7为60℃，s8为80℃，s9为90℃；

图4是聚砜复合超滤膜(pva0.1wt％)在不同温度下的截留率，s10为60℃，s11为80℃，s12为90℃；

图5是聚砜复合超滤膜(pva0.2wt％)在不同温度下的截留率，s13为60℃，s14为80℃，s15为90℃。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。

实施例1制备聚乙烯醇水溶液

(1)pva水溶液的配制：称取485g纯水用加热搅拌器进行加热，温度控制在30℃以下，称量15g聚乙烯醇(pva)加入称量过的纯水中，进行搅拌一个小时使pva均匀分布在纯水中，然后对其进行加热搅拌，温度控制在95℃，使其溶液变成无色透明不存在颗粒，即为所需含量为3％wt的pva水溶液，备用。

(2)用碘液对pva水溶液进行滴定检验溶液是否纯净，当滴加碘液后发现溶液不出现絮状物，溶液可用，否者重新进行制备。

实施例2制备聚砜超滤复合膜

(1)将实例1中制备的pva水溶液用纯水稀释到0.02wt％，称取75g稀释后的溶液，在其中加入0.02ml浓硫酸，备用。

(2)选取一定尺寸的聚砜基膜，将实施例2中(1)制备的溶液均匀涂覆在基膜表面，大约1分钟左右后放进烘箱中，温度控制为60℃，时间为10分钟。

(3)制备的复合膜浸入纯水中12h，即为所需的超滤膜。接触角为69.64±3，纯水通量为74.096±10，分子量10000(截留率76.71％)。

实施例3

将实施例2中步骤(1)中pva浓度稀释到0.03wt％，其他步骤不变。接触角为73,7±3，纯水通量为66.421±10，分子量10000(截留率65.02％)。

实施例4

将实施例3中步骤(1)中pva浓度稀释到0.05wt％，其他步骤不变。接触角为70.68±3，纯水通量为39.69±10，分子量10000(截留率85.33％)。

实施例5

将实施例4中步骤(1)中pva浓度稀释到0.1wt％，其他步骤不变。接触角为71,76±4，纯水通量为26.81±5，分子量10000(截留率87.87％)。

实施例6

将实施例5中步骤(1)中pva浓度稀释到0.2wt％，其他步骤不变。接触角为67.74±5，纯水通量为17.977±5，分子量10000(截留率72.7％)。

实施例7

将实施例2中步骤(2)中温度控制为80℃，其他步骤不变。接触角为60.52±5，纯水通量为47.81±5，分子量10000(截留率87.14％)。

实施例8

将实施例7中步骤(1)中pva浓度稀释到0.03wt％，其他步骤不变。接触角为61.06±5，纯水通量为33.818±5，分子量6000(截留率89.58％)。

实施例9

将实施例8中步骤(1)中pva浓度稀释到0.05wt％，其他步骤不变。接触角为66.78±5，纯水通量为21.241±5，分子量6000(截留率94.95％)。

实施例10

将实施例9中步骤(1)中pva浓度稀释到0.1wt％，其他步骤不变。接触角为59.76±5，纯水通量为5.65±3，分子量1000(截留率95.04％)。

实施例11

将实施例3中步骤(1)中pva浓度稀释到0.2wt％，其他步骤不变。接触角为72.08±4，纯水通量为7.368±4，分子量1000(截留率94.24％)。

实施例12

将实施例2中步骤(2)中温度控制为90℃，其他步骤不变。接触角为58.14±3，纯水通量为43.634±10，分子量6000(截留率93.26％)。

实施例13

将实施例12中步骤(1)中pva浓度稀释到0.03wt％，其他步骤不变。接触角为72.62±5，纯水通量为41.477±10，分子量10000(截留率96.25％)。

实施例14

将实施例13中步骤(1)中pva浓度稀释到0.05wt％，其他步骤不变。接触角为75.76±3，纯水通量为25.341±5，分子量6000(截留率94.75％)。

实施例15

将实施例14中步骤(1)中pva浓度稀释到0.1wt％，其他步骤不变。接触角为65.88±3，纯水通量为8.17±5，分子量800(截留率92.29％)。

实施例16

将实施例15中步骤(1)中pva浓度稀释到0.2wt％，其他步骤不变。接触角为77.5±5，纯水通量为3.537±3，分子量1000(截留率89.5％)。