CN100534594C - 一种中空纤维复合膜和制备方法及应用 - Google Patents

一种中空纤维复合膜和制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN100534594C
CN100534594C CNB2007100603672A CN200710060367A CN100534594C CN 100534594 C CN100534594 C CN 100534594C CN B2007100603672 A CNB2007100603672 A CN B2007100603672A CN 200710060367 A CN200710060367 A CN 200710060367A CN 100534594 C CN100534594 C CN 100534594C
Authority
CN
China
Prior art keywords
edtmpa
pva
hollow fiber
polyvinyl alcohol
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2007100603672A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101259381A (zh
Inventor
姜忠义
潘福生
贾会平
崔莉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CNB2007100603672A priority Critical patent/CN100534594C/zh
Publication of CN101259381A publication Critical patent/CN101259381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100534594C publication Critical patent/CN100534594C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明涉及一种中空纤维复合膜的制备方法及应用，它是以聚乙烯醇(PVA)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)和聚砜(PS)为原料，EDTMPA与聚乙烯醇的质量比为1～50∶50～99，聚砜(PS)中空纤维为支撑层，制备方法是将聚乙烯醇溶于水中，制成质量浓度为4-7%的溶液，聚乙烯醇水溶液中加入EDTMPA，搅拌，过滤以除去杂质，得到铸膜液，静置脱泡，然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡，干燥。本发明制备简单，可控性强，分离性能高，原料丰富，价格低廉，应用于脱除丙烯中水的渗透系数可达2851GPU，分离因子为302000。

Description

一种中空纤维复合膜和制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种中空纤维复合膜和制备方法及应用，具体讲，它是乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)与聚乙烯醇(PVA)共混材料作为活性分离层，聚砜中空纤维多孔膜作为支撑层的中空纤维复合膜的制备方法及其应用。
背景技术
气体膜分离是一种利用混合物气体中各组分在致密膜内溶解、扩散性能的不同而使之分离的过程。膜法脱湿是利用膜作为质量分离剂，制备合适的膜组件，通过气体分离过程脱除气体中微量水。膜法脱湿技术目前主要应用于天然气脱湿、空气脱湿和其他工业气体脱湿。与传统的深冷分离、吸附、吸收等分离工艺相比，它具有分离效率高、设备简单、操作费用低、能耗低等优点。
聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有无毒、易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等有点，在家用电器、电子、包装及建材等方面具有广泛的应用。近十年，我国聚丙烯消费量以年均17.59％的速度增长，大大超过了世界平均增长水平。旺盛的市场需求也催生了聚丙烯产能和产量的快速增长。在聚丙烯的生产过程中，水、氧、硫等均为有害杂质。通常杂质中水的含量最高，精制流程最长。目前常采用以下方法处理：用常规的自由沉降或聚结器将丙烯中的液体水或游离水分离，此时丙烯中还含有大约500～600ppm的溶解水。然后丙烯再进入硅胶吸附塔和分子筛吸附塔将丙烯中的水脱至5ppm。该脱水工艺存在以下缺点：(1)能耗高。进入吸附塔气体水含量较高，吸附剂需要频繁再生，再生过程能耗高。(2)丙烯浪费大(3)硅胶和分子筛的更换费用高(4)精制系统复杂，工艺流程长，投资大。如果能在丙烯精制过程中引入脱湿膜，可以有效降低丙烯含水量，提高经济性。
气体脱湿膜材料大多是亲水性膜材料，主要有聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖，聚酰亚胺，磺化聚合物，醋酸纤维素等。PVA是一种良好的脱湿膜材料，膜内大量亲水性羟基使其具有良好的亲水性，同时PVA具有良好的成膜性、热稳定性和化学稳定性。但PVA结构致密，渗透性较差，需要进行改性提高其分离性能。对PVA的改性方法主要是加入壳聚糖、聚丙烯酸等高分子，加入LiCl等无机盐或者加入二氧化硅等无机颗粒。通过在PVA中引入乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)提高膜脱湿性能未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中空纤维复合膜和制备方法及应用。EDTMPA与聚乙烯醇(PVA)共混材料作为活性分离层，聚砜(PS)中空纤维多孔膜作为支撑层的中空纤维复合膜的制备方法及其应用，以该方法制备的PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜用于丙烯脱湿过程中具有较高的渗透系数和分离因子。
本发明提供的一种中空纤维复合膜是以聚乙烯醇(PVA)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)和聚砜(PS)为原料，按照EDTMPA与聚乙烯醇的质量比为1～50∶50～99进行配料，聚砜(PS)中空纤维为支撑层，其制备方法包括如下步骤：
1)将聚乙烯醇溶于水中，制成质量浓度为4-7％的溶液，按照计量向聚乙烯醇水溶液中加入EDTMPA，充分搅拌，用筛网过滤以除去杂质，即得到铸膜液；
2)静置脱泡，然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡，干燥，得到PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜。
本发明提供的一种中空纤维复合膜的制备方法包括如下步骤：
1)将聚合度1650-1900的聚乙烯醇溶于80-95℃去离子水中，制成质量浓度为4-7％的溶液，冷却至20-30℃后，按照计量向聚乙烯醇水溶液中加入EDTMPA，充分搅拌6-24h，用筛网过滤以除去杂质，即得到铸膜液；
2)铸膜液静置脱泡，然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡1-30分钟，在20-25℃下干燥12-24h，得到PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜。
上述制得的PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜用于气体分离脱除丙烯中微量水具有良好的分离性能，渗透系数可达2851GPU，分离因子为302000。
本发明的优点在于：膜制备过程简单，可控性强，分离性能高。原料来源丰富，价格低廉，制膜成本低。所制得的PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中水的渗透系数可达2851GPU，分离因子为302000。
具体实施方式
实施例1 PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜(膜1)的制备
称取5.0g聚合度为1750±50的聚乙烯醇和95g去离子水放入三口烧瓶中，放入90℃的恒温水浴中加热，900r/min转速搅拌下溶解1.5h。全部溶解后降至25℃，制成质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液。在900r/min转速搅拌的情况下向该聚乙烯醇水溶液中加入0.25g的EDTMPA，搅拌2h混合均匀后，将制膜液用筛网过滤除去杂质后静置脱泡。然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡10分钟，在20-25℃下干燥12h，得到PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜(膜1)。
所制得的膜1经过扫描电镜，红外光谱分析，热重分析和X射线衍射分析，该膜致密性好，机械强度高，聚乙烯醇和EDTMPA之间相容性很好。用于分离水质量浓度0.3wt％的丙烯水混合物，渗透系数可以达到368GPU，分离因子39600。
实施例2 PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜(膜2)的制备
称取5.0g聚合度为1750±50的聚乙烯醇和95g去离子水放入三口烧瓶中，放入90℃的恒温水浴中加热，900r/min转速搅拌下溶解1.5h。全部溶解后降至25℃，制成质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液。在900r/min转速搅拌的情况下向该聚乙烯醇水溶液中加入0.5g的EDTMPA，搅拌2h混合均匀后，将制膜液用筛网过滤除去杂质后静置脱泡。然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡10分钟，在20-25℃下干燥12h，得到PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜(膜2)。
所制得的膜1经过扫描电镜，红外光谱分析，热重分析和X射线衍射分析，该膜致密性好，机械强度高，聚乙烯醇和EDTMPA之间相容性很好。用于分离水质量浓度0.3wt％的丙烯水混合物，渗透系数可以达到885GPU，分离因子117200。
实施例3 PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜(膜3)的制备
称取5.0g聚合度为1750±50的聚乙烯醇和95g去离子水放入三口烧瓶中，放入90℃的恒温水浴中加热，900r/min转速搅拌下溶解1.5h。全部溶解后降至25℃，制成质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液。在900r/min转速搅拌的情况下向该聚乙烯醇水溶液中加入1.0g的EDTMPA，搅拌2h混合均匀后，将制膜液用筛网过滤除去杂质后静置脱泡。然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡10分钟，在20-25℃下干燥12h，得到PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜(膜1)。
所制得的膜1经过扫描电镜，红外光谱分析，热重分析和X射线衍射分析，该膜致密性好，机械强度高，聚乙烯醇和EDTMPA之间相容性很好。用于分离水质量浓度0.3wt％的丙烯水混合物，渗透系数可以达到2851GPU，分离因子为302000。
对比例1 PVA/PS中空纤维复合膜(膜4)的制备
称取5.0g聚合度为1750±50的聚乙烯醇和95g去离子水放入三口烧瓶中，放入90℃的恒温水浴中加热，900r/min转速搅拌下溶解1.5h。全部溶解后降至25℃，制成质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液。将制膜液用筛网过滤除去杂质后静置脱泡。然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡10分钟，在20-25℃下干燥12h，得到PVA/PS中空纤维复合膜(膜1)。
所制得的膜1经过扫描电镜，红外光谱分析，热重分析和X射线衍射分析，该膜致密性好，机械强度高。用于分离水质量浓度0.3wt％的丙烯水混合物，渗透系数为153GPU，分离因子为25200。
表1所示为实施例所制得的膜1，膜2，膜3和对比例所制得的膜5的丙烯脱水的渗透系数和分离因子结果。
表1
Figure C20071006036700051
从上述结果可知，本发明制备的PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜的性能明显优于纯PVA/PS中空纤维复合膜。

Claims (3)

1、一种中空纤维复合膜，其特征在于它是以聚乙烯醇(PVA)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)和聚砜(PS)为原料，按照EDTMPA与聚乙烯醇的质量比为1～50∶50～99进行配料，聚砜(PS)中空纤维为支撑层，其制备方法包括如下步骤：
1)将聚乙烯醇溶于水中，制成质量浓度为4-7％的溶液，按照计量向聚乙烯醇水溶液中加入EDTMPA，充分搅拌，用筛网过滤以除去杂质，即得到铸膜液；
2)静置脱泡，然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡，干燥，得到PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜。
2、权利要求1所述的中空纤维复合膜的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)将聚合度1650-1900的聚乙烯醇溶于80-95℃去离子水中，制成质量浓度为4-7％的溶液，冷却至20-30℃后，按照计量向聚乙烯醇水溶液中加入EDTMPA，充分搅拌6-24h，用筛网过滤以除去杂质，即得到铸膜液；
2)铸膜液静置脱泡，然后将聚砜(PS)中空纤维支撑层在无泡铸膜液中浸泡1-30分钟，在20-25℃下干燥12-24h，得到PVA-EDTMPA/PS中空纤维复合膜。
3、权利要求1所述的中空纤维复合膜的应用，其特征在于它用于气体分离脱湿。
CNB2007100603672A 2007-12-19 2007-12-19 一种中空纤维复合膜和制备方法及应用 Expired - Fee Related CN100534594C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100603672A CN100534594C (zh) 2007-12-19 2007-12-19 一种中空纤维复合膜和制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100603672A CN100534594C (zh) 2007-12-19 2007-12-19 一种中空纤维复合膜和制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101259381A CN101259381A (zh) 2008-09-10
CN100534594C true CN100534594C (zh) 2009-09-02

Family

ID=39960199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100603672A Expired - Fee Related CN100534594C (zh) 2007-12-19 2007-12-19 一种中空纤维复合膜和制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100534594C (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101862601B (zh) * 2010-06-04 2012-06-13 北京伟思德克科技有限责任公司 一种聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法
CN102698612B (zh) * 2012-05-21 2014-02-26 北京工业大学 一种制备优先透醇复合膜的自动装置及方法
CN105724274A (zh) * 2016-01-29 2016-07-06 蔡权 一种能够检测工作环境状况的孵化机
CN105699445A (zh) * 2016-01-29 2016-06-22 陈杨珑 一种具有输入输出湿度数据的环境监测装置
CN105699444A (zh) * 2016-01-29 2016-06-22 蔡权 一种具备高稳定湿度检测的循环蒸发器
CN105731596A (zh) * 2016-01-29 2016-07-06 陈杨珑 一种基于湿度检测的污水过滤处理装置
CN105606663A (zh) * 2016-01-29 2016-05-25 蔡权 一种基于快速水蒸气检测功能的污水处理池
CN105527326A (zh) * 2016-01-29 2016-04-27 陈杨珑 一种基于电动汽车的快速充电站
CN105738427A (zh) * 2016-01-29 2016-07-06 陈杨珑 一种基于快速湿度检测的防雷配电柜
CN105738429A (zh) * 2016-01-29 2016-07-06 陈杨珑 一种基于快速湿度响应的电源模块
CN105682389A (zh) * 2016-01-29 2016-06-15 蔡权 一种具备防水蒸气腐蚀功能的服务器机柜
CN105699446A (zh) * 2016-01-29 2016-06-22 陈杨珑 一种基于高灵敏湿度检测功能的电气柜
CN105717171A (zh) * 2016-01-29 2016-06-29 蔡权 一种带有湿度检测功能的电力设备检视系统
CN105675671A (zh) * 2016-01-29 2016-06-15 陈杨珑 一种用于石油开采的地下管道
CN105502583A (zh) * 2016-01-29 2016-04-20 蔡权 一种高可靠性的污水过滤系统
CN105652069A (zh) * 2016-01-29 2016-06-08 蔡权 一种基于湿度检测的智能变电站数字式电压监测仪
CN105695317A (zh) * 2016-01-29 2016-06-22 蔡权 一种具备快速检测的发酵罐
CN105738428A (zh) * 2016-01-29 2016-07-06 陈杨珑 一种有机垃圾处理机
CN105651012A (zh) * 2016-01-29 2016-06-08 蔡权 一种基于水蒸气检测功能的真空干燥箱
CN105717796A (zh) * 2016-01-29 2016-06-29 陈杨珑 一种基于湿度检测的智能家居控制系统
CN105548293A (zh) * 2016-01-29 2016-05-04 陈杨珑 一种具有高灵敏湿度检测功能的热量回收节能装置
CN105717172A (zh) * 2016-01-29 2016-06-29 蔡权 一种具备环境检测功能的连续变压器
CN107789986A (zh) * 2016-08-31 2018-03-13 山东东岳高分子材料有限公司 增强型中空纤维超滤膜及其制备方法
CN107789988A (zh) * 2016-08-31 2018-03-13 山东东岳高分子材料有限公司 超薄活性层的中空纤维复合膜及其制备方法
CN109011920B (zh) * 2018-08-27 2020-08-14 杭州博大净化设备有限公司 一种抗菌空气过滤膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN101259381A (zh) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100534594C (zh) 一种中空纤维复合膜和制备方法及应用
CN109012575B (zh) 一种提高焙烧硅藻土比表面积和吸附能力的方法
CN101905122B (zh) 一种高负载无机纳米粒子杂化有机膜的自组装方法
CN104785132B (zh) 一种木质素复合纳滤膜及其制备方法
CN113499754B (zh) 一种基于煤矸石和粉煤灰的复合吸附材料及其制备工艺
CN110935335B (zh) 一种高亲水性聚合物杂化膜及其制备方法
CN104084052A (zh) 一种硅橡胶复合中空纤维膜的制备方法
CN112495349B (zh) 一种纤维素纳米晶负载海藻酸钠吸附剂及其富集废水中有机磷的应用
CN110975833A (zh) 二氧化硅/纤维素复合多孔材料的制备方法及应用
WO2014208917A2 (ko) 홀로셀룰로오스 에어로겔 및 이를 이용한 중금속 흡착제
CN1847266A (zh) 一种基于二级超滤技术的菊芋菊糖生产方法
CN104874300B (zh) 壳聚糖‑磺化碳分子筛杂化复合膜及制备和应用
CN106310960A (zh) 一种基于静电纺和自组装的聚赖氨酸纳滤膜及其制备方法
CN116808848A (zh) 一种高分离性能有机/无机mof杂化混合基质膜、制备方法及应用
CN109485065A (zh) 一种多级孔分子筛及其制备方法
CN110743508A (zh) 一种生物质基复合材料的制备方法
CN101497004B (zh) 一种具有pH敏感聚醚砜中空纤维智能膜及其制备方法和用途
CN114733494B (zh) 一种铯离子吸附剂及其制备方法和应用
CN108905642A (zh) 一种优先脱水的木素磺酸钠/海藻酸钠共混渗透汽化膜
CN113731179B (zh) 一种掺杂核壳结构填料的渗透汽化膜及其制备方法
CN109535776A (zh) 一种锂基膨润土及其制备方法
CN109553636A (zh) 一种有机硅氧烷混合环体除杂的方法
CN117512692B (zh) 涂层式碱性水电解制氢隔膜
CN107970902B (zh) 一种有机气体吸附净化剂的制备方法
CN111672159A (zh) 一种金属有机框架化合物纯化植物纤维预水解液中降解糖的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090902

Termination date: 20101219