[发明专利]一种陶瓷基聚乙酸乙烯酯复合膜的制备方法

说明书

一种陶瓷基聚乙酸乙烯酯复合膜的制备方法，属于复合膜制备技术领域。所述方法为：陶瓷管式膜表面羟基化预处理：清洗陶瓷管式膜后，依次在盐酸、去离子水中浸渍，真空干燥，然后置于恒温恒湿箱中；陶瓷管式膜内膜表面硅烷化：将陶瓷管式膜置于不锈钢组件中，壳程为纯二甲苯，管程为硅烷偶联剂溶液，反应结束后，从不锈钢膜组件中取出陶瓷管式膜，清洗后真空干燥；乙酸乙烯酯接枝硅烷化的陶瓷管式膜：将陶瓷管式膜置于不锈钢组件中，壳程充满纯乙酸乙酯，配置聚合物单体溶液，升温加入引发剂后在管程中循环流动，反应结束后，从膜组件中取出陶瓷管式膜，清洗后真空干燥。本发明改性工艺流程简单方便、改性条件温和、费用较低、便于工业化推广。

技术领域

本发明属于复合膜制备技术领域，具体涉及一种陶瓷基聚乙酸乙烯酯复合膜的制备方法。

背景技术

面对我国“富煤、贫油、少气”的能源结构，煤化工产业利用煤资源有效转化成能源。但是发展煤化工产业会对生态和环境带来压力，主要是因为煤化工废水包含高浓度酚类物质和有毒有害物质，使其难以被传统的生物法降解处理。渗透蒸发作为一种新型膜分离技术，具有高效简单、环境友好、能耗低等优点，被公认是一种“绿色技术”。然而，到目前为止，商用聚合物膜在渗透蒸发技术中还没有得到广泛应用，主要原因是有机膜易溶胀，导致膜性能的降低，甚至丧失膜的完整性。

陶瓷膜具有良好的化学稳定性、力学性能、热稳定性、耐高温等优点，但选择性差，采用无机膜处理废水中的有机物，显然去除率不能达到最大化，故陶瓷支撑聚合物复合膜成为渗透蒸发技术的发展趋势。因此，对陶瓷膜进行改性，将无机材料的刚性、耐热、化学稳定性与聚合物的选择性相结合，使制备的复合膜的机械强度、孔性能、选择性能有所提高，进而提高膜分离的选择性和分离速度，从而达到针对煤化工废水高效除酚的目的，为工业大规模应用提供数据及理论支持。

当前陶瓷膜改性的方法主要有表面涂覆法，紫外接枝法和等离子体接枝法等技术。爱思维尔出版社期刊Journal of Membrane Science（2016，510，338–347）介绍了一种陶瓷基聚醚嵌段酰胺复合膜的制备方法。通过将预处理陶瓷中空纤维浸入涂层溶液1~5min，然后以约3~6cm/s的速度拉出来制备陶瓷基聚醚嵌段酰胺复合膜。复合膜涂膜1-3次，制备出膜厚不同的复合膜。这种物理方法制备的复合膜在渗透蒸发技术中聚合物易脱落，不利于大规模生产。总结来说，陶瓷膜具有良好的化学稳定性、力学性能、热稳定性、耐高温等优点，但选择性差，限制其在膜技术领域的应用，现有的制备方法聚合物涂层易脱落、处理工艺复杂、能耗与费用较高等问题，难以进行大规模的工业化推广应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决陶瓷膜选择性差、现有的陶瓷基聚合物复合膜制备方法存在聚合物涂层易脱落、处理工艺复杂、能耗与费用较高的问题，提供一种陶瓷基聚乙酸乙烯酯复合膜的制备方法，制备的复合膜孔性能、选择性能均有所提高，进而提高膜分离的选择性和分离速度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种陶瓷基聚乙酸乙烯酯复合膜的制备方法，所述方法步骤如下：

步骤一：陶瓷管式膜表面羟基化预处理：陶瓷管式膜依次在丙酮、乙醇、水中超声清洗5~30min，超声功率为250w，将清洗后的陶瓷管式膜在1wt.%的盐酸中浸渍30~180min，再在去离子水中浸渍10~30min，取出膜在110℃温度下真空干燥24 h，然后将陶瓷管式膜在去离子水中浸没30min，室温下干燥1h，然后置于湿度为35~65%的恒温恒湿箱中，20~28℃下平衡24h，获得表面羟基化的陶瓷管式膜；