[发明专利]一种多层复合分离膜的自动组装装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多层复合分离膜的自动组装装置及方法，属于膜分离技术领域。

背景技术

聚电解质又称高分子电解质，是指在主链或侧链中带有许多能电离的离子性基团的高分子。聚电解质因其荷电及大部分具有良好的亲水性，因此广泛应用于絮凝剂、分散剂、高吸水树脂、生物医药和膜材料领域。聚电解质按所带电荷可分为聚阳离子、聚阴离子及带正负两种电荷的两性聚离子电解质。聚电解质复合膜即可通过两种带相反电荷的聚电解质间的静电力形成，也可通过氢键和疏水作用形成，还可以由一种聚电解质与无机金属离子或有机小分子间的配位作用或发生化学反应生成共价键而形成。聚电解质复合物膜的制备方法主要有溶剂溶解法、原位复合法、界面反应法和层-层吸附法，另外，还可通过交联、共聚、表面改性等方法对复合膜进行再处理。

层-层吸附(Layer-by-Layer adsorption，简称LbL)法是20世纪90年代由Decher等首次提出，该方法利用带相反电荷聚电解质之间的静电作用在液-固界面交替沉积形成多层膜。该方法的基本操作步骤为，1)将表面带有正电荷的基片浸泡在聚阴离子溶液中15～30分钟，使基片表面吸附一层过量的聚阴离子，导致基片表面的电荷反转带上负电荷；2)用去离子水浸泡或冲洗基片5～10分钟，洗去吸附不强的聚阴离子，然后用氮气将基片吹干；3)再将基片浸入带正电荷的聚阳离子溶液中15～30分钟，通过静电作用使基片表面再次反转带上正电荷；4)再用去离子水洗掉基片上吸附不强的聚阳离子，然后吹干。5)多次重复上述步骤，方可以制得多层膜。由于LbL方法具有成膜条件温和、制膜材料丰富、操作简单、膜厚度纳米级可控等优点，因此被认为是构筑复合超薄膜结构的有效方法。但采用传统层-层吸附法制备具有较好分离效果的渗透汽化复合膜，通常需要几个甚至十几个小时，且制膜程序繁琐，不利于规模化生产的需要。

发明内容：

本发明的目的是提供一种多层复合分离膜的自动组装装置及方法，能够有效的简化层层静电吸附自组装成膜的制膜程序，缩短成膜时间。

多层复合分离膜的自动组装装置，空气压缩机25连接过滤减压阀24，过滤减压阀24接通四通阀23的一个接口，四通阀23的另外三个接口分别通过输气管路26与压力桶A8、压力桶B9和压力桶C10相连接，组成三路输出；

第一路输出通过输气管路连接至盛放聚阴离子或有机小分子溶液的压力桶A20，压力桶A20通过输液管路27连接至雾化喷嘴A8，压力桶A20还连接有连接至雾化喷嘴A8的输气管路26，从压力桶A20至雾化喷嘴A8的输气管路上还依次连接有电磁阀A17，三通阀A14和减压阀A11；三通阀A14的主输气口连接至雾化喷嘴A8的喷雾接口，三通阀A14的副输气口与减压阀A11和雾化喷嘴A8的气动开关连接；

第二路输出通过输气管路连接至盛放去离子水的压力桶B21，压力桶B21通过输液管27连接至雾化喷嘴B9，压力桶B21还连接有连接至雾化喷嘴B9的输气管路26，从压力桶B21至雾化喷嘴B9的输气管路上还依次连接有电磁阀B18，三通阀B15和减压阀B12；三通阀B15的主输气口连接至雾化喷嘴B9的喷雾接口，三通阀B15的副输气口与减压阀B12和雾化喷嘴B9的气动开关连接；

第三路输出通过输气管路连接至盛放聚阳离子溶液的压力桶C22，压力桶C22通过输液管27连接至雾化喷嘴C10，压力桶C22还连接有连接至雾化喷嘴C10的输气管路26，从压力桶C22至雾化喷嘴C10的输气管路26上还依次连接有电磁阀C19，三通阀C16和减压阀C13；三通阀C16的主输气口连接至雾化喷嘴C10的喷雾接口，三通阀C16的副输气口与减压阀C10和雾化喷嘴C10的气动开关连接；雾化喷嘴A8、雾化喷嘴B9、雾化喷嘴C10的出射口顺序对着载膜器7所在的移动轨道28；

载膜器7可移动的安装在移动轨道28上，移动轨道28在雾化喷嘴A8，雾化喷嘴B9，雾化喷嘴C10的出射位置处分别布置有限位点A、限位点B、限位点C，限位点A、限位点B、限位点C上分别设置有限位开关29，接近开关30和限位开关31用于载膜器7的位置定位；

限位开关29、接近开关30、限位开关31、电磁阀A17、电磁阀B18和电磁阀C19连接至PLC控制器32，PLC控制器32调控移动轨道28水平往复移动、三个电磁阀17，18，19的开通时间和载膜器7在原位，即限位点A，限位点B，限位点C的等待时间，并设定为自动运行。