CN102019146A - 一种基于共价作用组装多层复合分离膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于共价作用组装多层复合分离膜的方法,包括以下步骤:分别将聚阳离子电解质或戊二醛溶解在溶剂中,配置成制膜液,静置脱泡;对有机膜进行预处理,在有机膜表面荷负电以便和聚阳离子电解质结合;在0~1.0MPa压力或-0.02~-0.09MPa的负压作用下,将聚阳离子电解质制膜液在有机膜表面静态吸附或动态过滤5min~60min,使聚阳离子电解质沉积在有机膜上;然后同样条件下将戊二醛溶液的制膜液在有机膜表面静态沉积或动态过滤,使戊二醛的醛基官能团与膜表面的聚阳离子氨基官能团发生共价作用,将有机膜用去离子水漂洗干净,晾干或烘干;重复(3)~(6)步骤0~10次。本发明提高复合膜的稳定性,有效抑制组分对膜材料的过度溶胀,得到高性能和高稳定性的分离膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于共价作用组装多层复合分离膜的方法,属于膜分离技术领域。
背景技术
膜分离技术是当代新型高效分离技术,以其节约能源和环境友好的特征成为解决人类面临的能源、环境等重大问题的支撑技术之一。复合膜集成了支撑膜的多孔通透性及分离层的高效选择性,是一类重要的分离膜品种。在复合分离膜的制备领域,聚电解质复合物是一类理想的成膜材料。聚电解质,又称聚离子,是指在主链或侧链中带有许多可电离的离子性基团的高分子。聚电解质可分为聚阳离子、聚阴离子以及具有正负两种电荷的离解性基团的高分子,即两性高分子电解质。自从20世纪90年代Decher等人首次提出利用由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的技术以来,这种层层静电吸附(LbL)自组装被认为是一种构筑聚电解质复合膜的有效方法。目前,一些学者已利用聚阴离子与聚阳离子之间的静电吸附,制备出性能优异的聚电解质复合分离膜。但是,这种方法制备出的复合膜,由于仅靠静电吸附力的作用形成聚电解质复合物活性皮层,多层膜在耐溶胀性和耐酸碱性等方面尚有待进一步提高,本发明提供一种基于共价作用为成膜驱动力的多层膜构筑新方法,可在不同形式支撑体上实现组装。相比于静电吸附作用,这种通过共价作用形成的多层复合分离膜,使膜的稳定性和耐酸碱性得到显著提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在有机支撑体上利用戊二醛与聚合物基于共价作用构筑多层复合分离膜的新方法。利用本发明的组装方法,能实现选择性分离层的超薄化,提高复合膜的稳定性,有效抑制组分对膜材料的过渡溶胀,得到高性能和高稳定性的分离膜。
本发明的原理是:首先将支撑体进行预处理,使其表面带有可以与聚合物发生静电作用的官能团,然后通过静态浸泡或动态过滤聚电解质溶液,再静态浸泡或动态过滤带有可以与聚合物发生共价作用官能团的戊二醛,反复多次就可以形成超薄的多层复合膜。它是利用聚合物的氨基和戊二醛的醛基 发生化学反应形成共价键来组装成膜的,由于共价键作用力比一般的静电力和氢键力更强,从而可有效提高膜的稳定性。
本发明提供了一种基于共价作用多层复合分离膜的组装方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚阳离子电解质溶解在溶剂中,配置成制膜液,静置脱泡;将戊二醛溶解在溶剂中,配置成制膜液,静置脱泡;
(2)对有机膜进行预处理(如等离子处理、水解处理),在其表面荷负电以便和聚阳离子电解质结合;
(3)在0~1.0MPa压力或-0.02~-0.09MPa的负压作用下,将聚阳离子电解质制膜液在有机膜表面静态吸附或动态过滤5min~60min,使聚电解质沉积在有机膜上;
(4)将有机多孔膜用去离子水漂洗干净,在30~100℃范围内烘干;
(5)在0~1.0MPa压力或-0.02~-0.09MPa的负压作用下,将戊二醛溶液的制膜液在有机膜表面静态沉积或动态过滤5min~60min,使戊二醛的醛基官能团与膜表面的聚阳离子氨基官能团发生共价作用,从而沉积在有机膜的最外层;
(6)将有机膜用去离子水漂洗干净,在30~100℃范围内晾干或烘干;
(7)重复(3)~(6)步骤0~10次,就可在有机支撑膜上实现多层复合膜的组装。
在本发明中,所述的聚合物为带有可以与戊二醛发生共价作用官能团的所有可能的聚电解质,如聚乙烯亚胺(PEI),聚烯丙胺盐酸盐(PAH),含氨基的蛋白质大分子等;所述的溶剂可以是水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇。
在本发明的方法中,所述的有机膜为纳滤膜、超滤膜或微滤膜,所述的有机膜的膜材料为有机聚合物膜和有机无机杂化膜,所述的有机膜的组件形式为管式膜、中空纤维膜、平板膜或卷式膜,所述的有机膜的膜孔径为1纳米到100微米之间。
本发明属于基于共价作用聚电解质复合物层层自组装的方法,即首先将基底进行预处理,使其表面带有可以与聚离子发生共价作用的官能团,然后在上面组装戊二醛,再组装带有可以与戊二醛发生共价作用官能团的聚合物,反复多次就可以形成超薄的聚电解质复合物多层膜。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
一、可以组装性能较好的聚电解质多层分离膜;
二、所组装的分离膜耐溶剂性能和稳定性较高;
三、聚电解质分离膜的厚度可以控制在纳米级别。
具体实施方式
下面给出具体实例对本发明作详细的说明。
实施例1
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量389g·m-2·h-1,透过液中水含量99.4wt%。
实施例2
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液30min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液30min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干,即可形成复合层数为1层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为1层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量455g·m-2·h-1,透过液中水含量72wt%。
具体实施例3
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液30min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液30min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤4次,即可形成复合层数为5层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为5层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量440g·m-2·h-1,透过液中水含量75wt%。
具体实施例4
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.125wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量435g·m-2·h-1,透过液中水含量76wt%。
具体实施例5
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成1wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量852g·m-2·h-1,透过液中水含47wt%。
具体实施例6
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液5min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液5min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量398g·m-2·h-1,透过液中水含量53wt%。
实施例7
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液60min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液60min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量415g·m-2·h-1,透过液中水含量74wt%。
具体实施例8
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚烯丙胺盐酸盐(PAH,分子量为5.6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚烯丙胺盐酸盐和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚烯丙胺盐酸盐配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%聚烯丙胺盐酸盐溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PAH层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量367g·m-2·h-1,透过液中水含量77wt%。
实施例9
采用干/湿相转换法纺制单内皮层中空纤维支撑膜,聚丙烯膜(PAN),膜孔径为0.01微米,内径1.1mm,截留分子量60000,所用聚阳离子材料为 聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中15min,将其改性为中空纤维聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)将中空纤维基膜放入有机玻璃管中,两端用环氧树脂封端,制成中空纤维组件。
(5)利用循环泵将聚乙烯亚胺溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使聚乙烯亚胺在纤维内表面被截留和吸附,形成凝胶层;
(6)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(7)利用循环泵将戊二醛溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使之与PEI层复合;
(8)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(9)重复(5)-(8)步骤2次,即可形成复合层数为3层的中空纤维式聚电解质渗透汽化膜。
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量509g·m-2·h-1,透过液中水含量99.99wt%。
实施例10
采用干/湿相转换法纺制单内皮层中空纤维支撑膜,聚丙烯膜(PAN),膜孔径为0.01微米,内径1.1mm,截留分子量60000,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中15min,将其改性为中空纤维聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)将中空纤维基膜放入有机玻璃管中,两端用环氧树脂封端,制成中空纤维组件。
(5)利用循环泵将聚乙烯亚胺溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使聚乙烯亚胺在纤维内表面被截留和吸附,形成凝胶层;
(6)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(7)利用循环泵将戊二醛溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使之与PEI层复合;
(8)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干,即可形成复合层数为1层的中空纤维式聚电解质渗透汽化膜。
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为1层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量868g·m-2·h-1,透过液中水含量99.91wt%。
实施例十一
采用干/湿相转换法纺制单内皮层中空纤维支撑膜,聚丙烯膜(PAN),膜孔径为0.01微米,内径1.1mm,截留分子量60000,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中15min,将其改性为中空纤维聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)将中空纤维基膜放入有机玻璃管中,两端用环氧树脂封端,制成中空纤维组件。
(5)利用循环泵将聚乙烯亚胺溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使聚乙烯亚胺在纤维内表面被截留和吸附,形成凝胶层;
(6)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(7)利用循环泵将戊二醛溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使之与PEI层复合;
(8)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(9)重复(5)-(8)步骤4次,即可形成复合层数为5层的中空纤维式聚电解质渗透汽化膜。
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为5层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量425g·m-2·h-1,透过液中水含量99.95wt%。
实施例十二
采用干/湿相转换法纺制单内皮层中空纤维支撑膜,聚丙烯膜(PAN),膜孔径为0.01微米,内径1.1mm,截留分子量60000,所用聚阳离子材料为聚烯丙胺盐酸盐(PAH,分子量为5.6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚烯丙胺盐酸盐和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚烯丙胺盐酸盐配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中15min,将其改性为中空纤维聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)将中空纤维基膜放入有机玻璃管中,两端用环氧树脂封端,制成中空纤维组件。
(5)利用循环泵将聚烯丙胺盐酸盐溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使聚烯丙胺盐酸盐在纤维内表面被截留和吸附,形成凝胶层;
(6)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(7)利用循环泵将戊二醛溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.08MPa的负压,进行抽吸30min,使之与PAH层复合;
(8)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(9)重复(5)-(8)步骤2次,即可形成复合层数为3层的中空纤维式聚电解质渗透汽化膜。
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量1024g·m-2·h-1,透过液中水含量99.91wt%。
实施例十三:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)有机膜材料,膜孔径为1纳米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量334g·m-2·h-1,透过液中水含量99.1wt%。
实施例十四:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)有机膜材料,膜孔径为50微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量286g·m-2·h-1,透过液中水含量99.3wt%。
实施例十五:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)有机膜材料,膜的孔径为100微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量312g·m-2·h-1,透过液中水含量99.5wt%。
实施例十六;
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量376g·m-2·h-1,透过液中水含量98.9wt%。
实施例十七:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在80℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在80℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在80℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量316g·m-2·h-1,透过液中水含量97.9wt%。
实施例十八:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在100℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在100℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在100℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量276g·m-2·h-1,透过液中水含量98.7wt%。
实施例十九:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为乙醇。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量324g·m-2·h-1,透过液中水含量98.8wt%。
实施例二十;
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为丙醇。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(4)在0.1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(6)在0.1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量241g·m-2·h-1,透过液中水含量96.9wt%。
实施例二十一:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(4)在0Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(6)在0Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量129g·m-2·h-1,透过液中水含量88.9wt%。
实施例二十二:
采用基膜为聚丙烯腈(PAN)的有机膜材料,膜孔径为0.01微米,平板式超滤膜,截留分子量2万,膜面积为28cm2,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),,戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N(mol/L)NaOH溶液中30min,将其改性为平板式聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(4)在1Mpa压力下,在聚丙烯腈超滤膜上过滤0.25wt%PEI溶液15min,使膜表面形成凝胶层;
(5)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(6)在1Mpa压力下,过滤戊二醛溶液15min,使之与PEI层复合;
(7)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在30℃下烘干;
(8)重复(4)-(7)步骤2次,即可形成复合层数为3层的平板式聚电解质渗透汽化膜;
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量246g·m-2·h-1,透过液中水含量78.9wt%。
实施例二十三:
采用干/湿相转换法纺制单内皮层中空纤维支撑膜,聚丙烯膜(PAN),膜孔径为0.01微米,内径1.1mm,截留分子量60000,所用聚阳离子材料为 聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中15min,将其改性为中空纤维聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)将中空纤维基膜放入有机玻璃管中,两端用环氧树脂封端,制成中空纤维组件。
(5)利用循环泵将聚乙烯亚胺溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.09MPa的负压,进行抽吸30min,使聚乙烯亚胺在纤维内表面被截留和吸附,形成凝胶层;
(6)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(7)利用循环泵将戊二醛溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.09MPa的负压,进行抽吸30min,使之与PEI层复合;
(8)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(9)重复(5)-(8)步骤2次,即可形成复合层数为3层的中空纤维式聚电解质渗透汽化膜。
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量467g·m-2·h-1,透过液中水含量99.89wt%。
实施例二十四:
采用干/湿相转换法纺制单内皮层中空纤维支撑膜,聚丙烯膜(PAN),膜孔径为0.01微米,内径1.1mm,截留分子量60000,所用聚阳离子材料为聚乙烯亚胺(PEI,分子量为6万),戊二醛(GA,分子量为100),聚乙烯亚胺和戊二醛的溶剂均为水。
组装条件及方法:
(1)用去离子水将聚乙烯亚胺配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;用去离子水将戊二醛配成0.25wt%的溶液500ml,静置脱泡;
(2)为使聚丙烯腈支撑膜表面荷电,采用常规的水解改性技术,首先在温度为65℃时,将聚丙烯膜超滤膜浸入2N NaOH溶液中15min,将其改性为中空纤维聚阴离子基膜;
(3)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(4)将中空纤维基膜放入有机玻璃管中,两端用环氧树脂封端,制成中空纤维组件。
(5)利用循环泵将聚乙烯亚胺溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.02MPa的负压,进行抽吸30min,使聚乙烯亚胺在纤维内表面被截留和吸附,形成凝胶层;
(6)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(7)利用循环泵将戊二醛溶液泵入中空纤维基膜内腔,在纤维外侧施加-0.02MPa的负压,进行抽吸30min,使之与PEI层复合;
(8)将膜浸泡在去离子水中,漂洗膜面并在40℃下烘干;
(9)重复(5)-(8)步骤2次,即可形成复合层数为3层的中空纤维式聚电解质渗透汽化膜。
将上述组装的聚电解质渗透汽化膜在渗透汽化膜池中进行渗透汽化性能测试,测试条件为:聚合物多层膜为3层,原液组成95wt%异丙醇/水体系,实验温度40℃,膜下游压力100Pa。
测得渗透汽化膜性能为:渗透通量317g·m-2·h-1,透过液中水含量99.79wt%。
Claims (6)
1.一种基于共价作用组装多层复合分离膜的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚阳离子电解质溶解在溶剂中,配置成聚阳离子电解质制膜液,静置脱泡;将戊二醛溶解在溶剂中,配置成戊二醛溶液的制膜液,静置脱泡;
(2)对有机膜进行预处理,在有机膜表面荷负电以便和聚阳离子电解质结合;
(3)在0~1.0MPa压力或-0.02~-0.09MPa的负压作用下,将聚阳离子电解质制膜液在有机膜表面静态吸附或动态过滤5min~60min,使聚阳离子电解质沉积在有机膜上;
(4)将有机多孔膜用去离子水漂洗干净,在30~100℃范围内烘干;
(5)在0~1.0MPa压力或-0.02~-0.09MPa的负压作用下,将戊二醛溶液的制膜液在有机膜表面静态沉积或动态过滤5min~60min,使戊二醛的醛基官能团与膜表面的聚阳离子氨基官能团发生共价作用,从而沉积在有机膜的最外层;
(6)将有机膜用去离子水漂洗干净,在30~100℃范围内晾干或烘干;
(7)重复(3)~(6)步骤0~10次,就可在有机支撑膜上实现多层复合膜的组装。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的有机膜为纳滤膜、超滤膜或微滤膜。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的有机膜的组件形式为管式膜、中空纤维膜、平板膜或卷式膜。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的有机膜的膜孔径为1纳米到100微米之间。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的聚阳离子电解质为聚乙烯亚胺,聚烯丙胺盐酸盐或含氨基的蛋白质大分子。
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CN106422811A (zh) * | 2015-08-11 | 2017-02-22 | 贵阳时代沃顿科技有限公司 | 一种新型聚电解质纳滤膜及其制备方法 |
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US4618534A (en) * | 1984-10-23 | 1986-10-21 | Nitto Electric Industrial Co., Ltd. | Composite membrane and process for producing the same |
CN1158274A (zh) * | 1995-07-05 | 1997-09-03 | 日东电工株式会社 | 高渗透性的反渗透复合膜 |
CN1415405A (zh) * | 2002-10-23 | 2003-05-07 | 天津大学 | 复合羧甲基壳聚糖的荷电微孔膜制备方法 |
-
2010
- 2010-08-10 CN CN 201010249144 patent/CN102019146A/zh active Pending
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