[发明专利]一种低压多电解层中空纤维纳滤膜的制备方法

说明书

一种低压多电解层中空纤维纳滤膜的制备方法，属于水处理纳滤膜和高分子材料领域。本发明的目的是为了解决目前静态自组装组装时间长、效率低、操作压力大、脱盐率低等问题，所述方法以超滤膜为基膜，通过聚阴离子电解质和聚阳离子电解质的水溶液在基膜表面交替动态自组装并在交联剂交联稳固下得到选择分离层，制得表面荷电的纳滤膜；所述超滤膜的截留分子量小于10万；所述超滤膜为表面荷电的聚合物、改性后荷电的聚合物或经石墨烯衍生物改性后荷电的聚合物。本发明动态自组装制备纳滤膜效率高、方法简便，组装过程和膜结构可控性强，适用的聚电解质种类多，可制备不同性能的分离膜，整个过程使用的是水溶液，绿色环保。

技术领域

本发明属于水处理纳滤膜和高分子材料领域，具体涉及一种低压多电解层中空纤维纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤膜是基于反渗透膜的基础上发展起来的一种新型压力驱动膜分离技术，最初被称为“疏松型反渗透膜”或“致密型超滤膜”、“反渗透-超滤混合膜”等。纳滤膜孔径范围在几个纳米左右，纳滤分离体系主要有中性溶质、电解质、混合溶质、两性溶质等，根据静电排斥及孔径筛分效应对不同组成进行选择性分离。典型的纳滤膜具有以下特点：(1)对单价的盐如NaCl具有较低的截留率，通常低于70％，对二价盐和多价盐截留率较高，通常在90％以上；(2)对可溶性有机物的截留可能受到物质分子大小和形状的影响，通常分子量截留范围介于100～1000；(3)操作压力较反渗透低，通常在0.5～2.0MPa。目前纳滤膜已经被广泛应用于食品、医药、环保、水资源等领域。

商品化纳滤膜通常是在强度好、通量较大的基膜表面覆盖一层极薄的选择性分离层制备的复合纳滤膜为主。其制备方法有涂覆法、紫外接枝聚合、界面聚合法、等离子体法等。但目前产品的操作压力多在0.5MPa以上，通量为30L/m²h左右，另外，上述方法中，界面聚合对单体要求严格，产品质量不易控制；等离子体和紫外接枝对膜的强度会产生影响，因此采用新方法，新材料得到高通量低压纳滤膜日益受重视，而层层自组装作为制备纳滤膜的新方法，绿色环保，整个过程使用的溶剂都是水。它是分子单元经由识别、相互协调装配和多重结合，成为功能超分子材料、有序分子聚集体、分子器件或超分子器件的过程。自组装膜的膜层与衬底之间，膜层与膜层之间的结合力大致包括共价键、配位键、离子-共价键、电荷转移、氢键、静电引力等形式的作用力。

聚电解质层层自组装膜最早是1991年德国Mainz大学的dexher首先提出，其原理是将带正电荷的固体表面与溶液中聚阴离子电解质接触、吸附、然后用水洗净，使其表面带负电，再浸入聚阳离子电解质溶液中取出，表面即带正电，如此反复，形成多层自组装膜。近年来，采用静态自组装制备的纳滤膜普遍层数较高，通常在5个双层以上，组装时间长，效率低，不适用于工业化生产，而且由于层数增加导致操作压力增大，同时由于聚电解质分子亲水吸附后容易溶胀，导致尺寸效应减弱，脱盐率降低。而且，绝大多数报道中都是在平板基膜上自组装。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前静态自组装组装时间长、效率低、操作压力大、脱盐率低等问题，提供一种低压多电解层中空纤维纳滤膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种低压多电解层中空纤维纳滤膜的制备方法，所述方法以超滤膜为基膜，通过聚阴离子电解质和聚阳离子电解质的水溶液在基膜表面交替动态自组装并在交联剂交联稳固下得到选择分离层，制得表面荷电的纳滤膜；所述超滤膜的截留分子量小于10万；所述超滤膜的材料为表面荷电的聚合物、改性后荷电的聚合物或经石墨烯衍生物改性后荷电的聚合物。

进一步地，所述方法步骤如下：

步骤一：将聚阴、阳电解质分别用去离子水溶解配成水溶液，分别加入无机盐，控制无机盐的浓度为0.1M/L～2.0M/L，调节pH为2～8；