[发明专利]一种中空纤维膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤：1)将含银纤维束与聚合物纤维束进行编织，从而得到含银纤维编织管；以及2)将步骤1)得到的含银纤维编织管与铸膜液和芯液共挤出，然后进行相分离，以得到所述中空纤维膜。本发明提供的方法不但能够制备得到兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维膜兼具，而且操作简单，采用现有工业设备即可实现，有利于实现工业化生产。

本申请要求享有2017年1月5日提交的名称为“中空编织管的改性方法和中空纤维膜的制备方法”的中国专利申请CN201710006850.6，2017年1月5日提交的名称为“一种中空纤维膜的制备方法”的中国专利申请CN201710006968.9的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种中空纤维膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术被广泛应用于水处理领域。其中，聚偏氟乙烯是一种综合性能优良的膜材料，它具有较高的拉伸强度和优良的化学稳定性、耐腐蚀性及耐热性，因此常被用于微滤、超滤及纳滤等分离膜的材料。随着膜技术的发展，聚偏氟乙烯在废水处理、生物医疗和食品制造等领域受到越来越多的关注。但是由于聚偏氟乙烯的疏水性，使其在使用过程中，细菌等微生物很容易在膜表面吸附、增殖而造成生物污染，会导致膜通量大幅度降低，造成膜分离性能的劣化、产水水质的降低和膜寿命的缩短。因此在膜分离领域，对生物污染的防治尤为重要，目前的主要方法包括：在待处理水体中连续通入氯气进行杀菌，但是会对进水水质造成污染；或将待处理水体过滤，去除水中微生物，这样又使得流程工序更加繁琐；或在运行过程中，定期频繁加入次氯酸钠等氧化剂，对膜组件进行灭菌处理，杀死微生物，但是频繁的化学清洗会对膜结构造成破坏，降低膜的使用寿命。因此，制备自身具有抗菌性能的分离膜十分重要。

银离子和银纳米粒子是最为常用的高效抗菌剂之一，对真菌和细菌均具有较好的抑制作用。在膜本体或表面引入银纳米颗粒，可以有效的构建具有抗菌性能的分离膜。如何防止银纳米颗粒在使用过程中的流失现象，使膜的抗菌能力更为持久，是实际过程中需要解决的重要问题。

CN 201410153107.X采用超声方法将纳米银粒子分散制膜液中，相转化成膜时将银粒子镶嵌在中空纤维膜内。CN201210042292.6公开了将银粒子负载到分子筛内，随后掺杂到制膜液中，制备膜表面富集载银分子筛的中空纤维膜。但是，以上技术的共同特征是在长时间的运行过程中，银离子固定并不能稳定，致使其在运行过程中，抗菌物质会不断流失，导致膜的抗菌性能下降甚至消失。而目前采用的交联反应一般只发生在聚合物的末端，一方面交联度不够，另一方面这种抗菌层液不稳定。因此，有必要开发高效稳定、通用经济的抗菌膜的制备方法。

此外，中空纤维膜在工业应用中，常伴有高压、曝气、反冲洗等环境，在高速水流和气流的冲刷下，自身强度不足则会出现膜丝断裂的现象。

因此，本领域需要一种用于具有高机械强度和抗菌性能的中空纤维膜的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新的中空纤维膜的制备方法。所述制备方法包括：

1)将含银纤维束与聚合物纤维束进行编织，从而得到含银纤维编织管；

2)将步骤1)得到的含银纤维编织管与铸膜液和芯液共挤出，然后进行相分离，以得到所述中空纤维膜。

根据本发明的优选实施方式，所述制备方法还包括在步骤1)之前对所述含银纤维和/或聚合物纤维进行清洗。根据一个实施例，用碱液和去离子水对所述含银纤维和/或聚合物纤维进行清洗。优选地，所述碱液为5％-15％的氢氧化钠溶液。优选地，用碱液清洗的温度为20分钟-60分钟，时间为5分钟-30分钟。