[发明专利]一种低压高通量纳滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种低压高通量纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤(Nanofiltration)是上世纪70年代末开发的一种新型膜分离过程，其分离性能介于反渗透和超滤之间。截留相对分子质量(MWCO)在200~1000之间，膜表面孔径大小处于纳米级。由于纳滤膜具有这种独特的分离效果，已被广泛用于海水软化、废水处理、生物制药、石油化工等领域里物质的分离与提纯。

浸没沉淀相转换法是本领域常用的制膜方法，广泛应用于超滤膜和纳滤膜的制备中。公开号为CN1911494A的中国专利公开了一种用相转化法制备用于润滑油酮苯脱蜡溶剂回收的聚酰亚胺纳滤膜，该方法所制得的纳滤膜对润滑油的截留率大于90%，酮苯混合溶剂的通量大于12 L/m²h。申请号为200910244170.3公开了一种利用相转化法制备增强型聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜，所制得的膜疏水性好、水通量高。申请公开号为CN102114391A专利公开了一种以聚间苯二胺为原料，采用相转换法制备非对称纳滤膜的方法，采用此方法制备的芳香聚酰胺纳滤膜具有优良的耐高温、耐压密性、耐污染性等特征。申请号为201010533355.9的中国专利公开了一种聚醚砜和磺化聚砜类共混非对称纳滤膜制备方法，该法也是通过相转化法成膜。

用相转化法制备超滤膜，成膜工艺简单，成膜前一般无需在高温下进行溶剂蒸发；然而，用相转化法制备纳滤膜需在进入凝固液前蒸发一部分溶剂，而且，溶剂蒸发和凝固成膜分步进行，工艺较复杂。例如公开号为CN102114391A的中国专利公开了一种以相转化法制备非对称纳滤膜的方法，该法将铸膜液刮至玻璃板或无纺布上后，放入烘箱中蒸发一定时间，然后浸入凝胶液中固化成膜。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种低压高通量纳滤膜的制备方法，该方法属于中试规模，采用该法制得的纳滤膜可用于染料的浓缩脱盐。该纳滤膜在较低的操作压力下具有较高的通量，且对染料的截留率在99%以上，非常适用于染料的浓缩脱盐，并且该法的成膜工艺简单，运行成本低，很容易实现工业化生产。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种低压高通量纳滤膜的制备方法，该方法将一定量的铸模液倒入料槽中，所述的铸膜液中含有15%-20%重量百分比的聚醚砜，1%-15%重量百分比的致孔剂，66%-81.5%重量百分比的有机溶剂，所述的聚醚砜的其平均分子量为30000~70000；无纺布在电机驱动下以1-5 m/min的速度经过料槽，通过控制料槽中的刮刀将0.1-1.0 mm厚的铸模液刮至无纺布上，制膜室的相对湿度在45%-50%，温度为25℃-30℃；然后经过0.8~1.2m长的烘箱，烘箱的温度为80℃-100℃，在烘箱中蒸发溶剂0.2-2min，最后经过凝胶槽固化成膜，所述的溶剂蒸发和凝固成膜自动连续进行。

作为优选，所述的铸膜液还包括0.5%-4%重量百分比的抗菌剂，所述的抗菌剂为二氧化硅负载纳米银颗粒，其中纳米二氧化硅颗粒平均粒径为100-200 nm，并且复合抗菌剂中银以纳米形式存在，其平均粒径为10-30 nm，所述的银与纳米二氧化硅颗粒的质量比为1:2~1:10。

作为优选，所述的有机溶剂选用N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或者多种。

作为优选，所述的致孔剂选用无机致孔剂和有机致孔剂中的一种或者多种。

作为再优选，无机致孔剂选自氯化钙、氯化锂、溴化锂和高氯酸锂中的一种或者多种。作为最优选，无机致孔剂选用氯化锂，氯化锂含量为3%-7%。

作为再优选，有机致孔剂选用聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和丙烯酸中的一种或者多种。作为最优选，有机致孔剂选用聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮含量为1%-5%。

作为优选，所述的铸模液先将制得的抗菌剂研磨、过筛，然后取抗菌剂加入到有机溶剂中，搅拌2~3小时，待抗菌剂分散完全后加入聚合物和致孔剂，于50~70℃搅拌使其溶解完全，超声震荡1.5~2.5小时，待整个铸模液澄清后，静置脱泡。

作为优选，所述的抗菌剂的制备方法如下：

1）将一定量正硅酸乙酯加入到乙醇溶液中，搅拌均匀，然后按比例加入氨水作为催化剂，整个反应在搅拌状态下进行10~14小时；反应结束后将所得溶液于70~90℃干燥、研磨过筛，得到二氧化硅粉末；