[发明专利]一种膜蒸馏用纳米线疏水膜的制备方法

说明书

一种膜蒸馏用纳米线疏水膜的制备方法，包括以下步骤：a)采用水热法制备得到金属氧化物纳米线；b)反复清洗，剧烈搅拌形成均质悬浊液；c)将上述悬浊液涂覆于基材上，烘干形成膜片；d)利用硅氧烷进行改性，得到纳米线疏水膜。上述纳米线疏水膜孔隙率高，孔径分布均匀，孔洞贯通性好，无盲孔。用于膜蒸馏过程，其膜通量较大，膜稳定性较好。

技术领域

本发明涉及疏水膜制备领域，尤其涉及一种膜蒸馏用纳米线疏水膜的制备方法。

背景技术

膜蒸馏是一种热驱动膜过程，此过程以疏水膜作为分离界面，以蒸汽压差作为传质推动力，易挥发性组分在膜界面发生相变，进行质量传递，而难挥发组分保留于原液中，从而完成组份分离。由于其分离效率高，操作温度和压力较低，可利用低品位热能等优势，在海水/苦咸水淡化、循环冷却水/反渗透浓水零排放、食品/药品/化工产品的低温低压浓缩等领域备受关注。膜蒸馏用疏水膜是提高膜蒸馏运行效率的一个关键因素，理想的膜蒸馏用膜需具备疏水性强，热稳定性好，孔隙率高，孔洞贯通性好，孔径均匀合适等特点。

常用的膜蒸馏膜为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等材料制备的微米孔径膜。聚丙烯和聚四氟乙烯膜多为熔融/挤出-拉伸法制备得到，其贯通性较好，但孔隙率较低。聚偏氟乙烯膜多为干湿法制备，其孔隙率高，但贯通性不好，存在较多盲孔。上述几种膜性能优良，适用于膜蒸馏过程，但受制于膜加工工艺，其通量还不够高。

近年来，许多研究者利用静电纺丝技术制备了聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物纳米线疏水膜。该膜具有孔隙率高，孔洞贯通性好等多重优势，传质通量也得以大大提升。但是利用静电纺丝技术制备纳米线膜的制备耗时较长，耗能较多，其量产推广受限。

发明内容

鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型的膜蒸馏用纳米线疏水膜的制备方法。通过本发明制备得到的疏水膜，用于膜蒸馏过程，具有传质通量高，产水水质好的特点。同时，该制备方法经济简单，生产效率较高。

本发明提供一种膜蒸馏用纳米线疏水膜的制备方法，包括以下步骤：

a)采用水热法制备得到金属氧化物纳米线；

b)反复清洗，剧烈搅拌形成均质悬浊液；

c)将上述悬浊液涂覆于基材上，烘干形成膜片；

d)利用硅氧烷进行改性，得到纳米线疏水膜。

优选的，所述金属氧化物纳米线包括氧化钛、氧化锰、氧化镍、氧化铜。

优选的，所述金属氧化物纳米线制备的前驱体为纳米金属氧化物；其粒径为5-300nm；水热反应溶液为1份纳米金属氧化物，50-300份碱液；水热反应温度为100-300℃；水热反应时间为1-10天。

优选的，所得到的纳米线经反复清洗，剧烈搅拌使之形成均质悬浊液。

优选的，搅拌过程为超声辅助，搅拌时间3h-24h。

优选的，所述基材包括玻璃、聚四氟乙烯、聚酯等材质的洁净平板。

优选的，所述硅氧烷为全氟烷烃硅氧烷，碳链长度为6-22个。

优选的，所述硅氧烷改性剂浓度为1mM-1M，改性液中浸泡时间为1-24h；取出烘干得到所述膜蒸馏用纳米线疏水膜。