[发明专利]一种复合超滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合超滤膜及其制备方法。本发明以微米级不锈钢编织丝网为支撑层，首先以1～5wt％浓度的高分子聚合物溶于有机溶剂形成修饰液，通过非溶剂致相分离的方法对不锈钢支撑层进行修饰，并由此得到复合支撑层，随后以10～30wt％浓度的高分子聚合物溶于有机溶剂形成铸膜液，在上述复合支撑层上通过非溶剂致相分离的方法构建一层超薄高分子聚合物分离层，从而得到一种高分子‑金属复合超滤膜。本发明利用不锈钢丝网的强度与多孔支撑作用，并利用第一次相转化对不锈钢丝网起到的修饰作用，在不锈钢丝网表面及孔内形成粗糙界面以利于第二次相转化，最终制备获得一种分离层厚度小、水通量大，且具有超高强度和运行稳定性的复合超滤膜。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，涉及一种具有超高水通量的复合超滤膜。

背景技术

超滤膜(UF)是介于微滤膜和纳滤膜之间的一种特殊膜材料，超滤工艺由于具有高渗透性、优异的分离性及优越的经济性，在水处理中得到了广泛应用。目前，我国超滤工业已经形成品种丰富、类型多样、规模庞大的产业结构，已经在海水淡化、苦咸水脱盐、高纯水制备、电厂水处理、污水处理、废水处理和饮用水净化处理等方面得到了不同程度的应用，成为解决当前环境污染、资源短缺和可持续发展战略的重要解决手段。但目前超滤膜的制备过程中主要应用的支撑层是无纺布，甚至是直接在玻璃板上刮制有机湿膜，经非溶剂致相分离之后得到具有一定厚度的有机超滤膜。经此传统方法制得的超滤膜强度有限，在长时间运行过程中通量会大幅度衰减。另外厚度是影响超滤膜通量的关键因素，厚度越小，所获得的超滤膜通量越高，目前，经过相转化制备的有机平板超滤膜厚度在200μm以上，限制膜厚度进一步降低的原因就是所使用的无纺布支撑层起到的支撑作用有限，若降低湿膜厚度以获得较高通量会进一步影响分离膜的运行稳定性。因此，需开发一种能够为较薄有机湿膜提供有效支撑作用的支撑层，使得超滤膜能够在高通量下长时间稳定运行。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种复合超滤膜及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明首先提供一种复合超滤膜的制备方法，以微米级不锈钢编织丝网为支撑层，首先以1～5wt％浓度的高分子聚合物溶于有机溶剂形成修饰液，通过非溶剂致相分离的方法对不锈钢支撑层进行修饰，并由此得到复合支撑层，随后以10～30wt％浓度的高分子聚合物溶于有机溶剂形成铸膜液，在上述复合支撑层上通过非溶剂致相分离的方法构建一层超薄高分子聚合物分离层，从而得到一种高分子-金属复合超滤膜。

具体地，所述制备方法包括如下步骤：

1)将高分子聚合物加入有机溶剂，并经过充分搅拌、溶解后获得高分子聚合物浓度为1～5wt％的不锈钢丝网修饰液；

2)将高分子聚合物加入有机溶剂，同时加入一定量的添加剂，经过充分搅拌、溶解后获得高分子聚合物浓度为10～30wt％的铸膜液；

3)向微米级不锈钢丝网上浇铸步骤1)制备的不锈钢丝网修饰液，随后用刮板将不锈钢丝网表面的修饰液刮平，使每根丝网均被修饰液润湿；

4)将步骤3)中已经被修饰液浸润的不锈钢丝网置于凝固浴中，进行相转化反应，待完成充分的相转化后将其取出，将表面多余的水分去除，由此获得聚合物-不锈钢丝网复合支撑层；

5)将步骤2)制备的高分子聚合物铸膜液浇铸在步骤4)所得的复合支撑层上，利用刮刀将复合支撑层表面的铸膜液刮平，随后将其置于凝固浴中，进行相转化并去除多余溶剂，即得；

其中，步骤1)和步骤2)不分先后。