CN103007789A

CN103007789A - 一种交联油水分离膜的制备方法

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Publication number: CN103007789A
Application number: CN2012105387878A
Authority: CN
Inventors: 白云翔; 吴国梁; 张春芳; 梁乐楠; 顾瑾; 孙余凭
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明涉及一种交联油水分离膜的制备方法，属于膜分离技术和环境保护技术领域。其将交联剂与聚(乙烯-乙烯醇)溶解于有机溶剂中，在催化剂作用下发生交联反应得到铸膜液；将铸膜液在平板载体上刮制成初生液膜，立即浸入凝固浴中固化，取出后浸入去离子水中浸泡24小时，干燥即得交联油水分离膜。本发明提供的交联膜中存在大量羟基，因此膜的亲水性、抗污染性能较好，同时膜内部的交联结构使膜具有较高的机械强度、水通量和油滴截留率。本发明提供的交联膜的制备方法操作简单，膜结构可控，所制备的膜适用于各生产领域产生的含油废水处理，特别适用于高浓度含油污水的分离。

Description

一种交联油水分离膜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种交联油水分离膜的制备方法，特别一种高性能交联油水分离膜及其制备方法，属于膜分离技术和环境保护技术领域。

背景技术

含油污水是城市和工业生产中常见的污染源，对环境和生态平衡的危害极大。膜分离技术是对含油污水进行深度处理的有效方法，具有能耗低、操作简单、处理量大、处理效果好以及无二次污染等优点。目前，用于含油污水处理的膜主要以微滤膜和超滤膜为主。为了防止膜污染，保持渗透通量，制膜材料多选用亲水性的聚合物，如醋酸纤维素、聚乙烯醇等。但醋酸纤维素膜的化学稳定性、热稳定性和压密性较差，且易降解；聚乙烯醇膜极易溶胀甚至溶解，从而丧失机械强度。

聚（乙烯-乙烯醇）是由憎水性的乙烯链段和亲水性的乙烯醇链段组成的半结晶无规共聚物，由于聚合物链上带有一定比例的羟基，具有一定的亲水性，因此在作为油水分离膜材料使用时抗污染性能优异；而分子结构中的乙烯链段又赋予其优良的耐溶涨、耐热和耐酸碱等性能。本发明中交联的聚（乙烯-乙烯醇）膜内仍然保留了大量羟基，因此膜的亲水性、抗污染性能得以保持，同时膜内部的交联结构使膜具有较高的机械强度、水通量和油滴截留率。

本发明提供的交联膜的制备方法操作简单，膜结构可控，所制备的膜适用于各生产领域产生的含油废水处理，特别适用于高浓度含油污水的分离。

发明内容

本发明的目的在于针对现有油水分离膜存在的不足，提供一种将聚(乙烯-乙烯醇)交联后通过浸没沉淀法制备成高性能交联油水分离膜的方法。

按照本发明提供的技术方案，一种交联油水分离膜的制备方法，按重量份计步骤如下：

（1）铸膜液的制备：取0.1~10份交联剂、10~20份聚乙烯-乙烯醇溶解于75~85份二甲亚砜中，加入0.1~0.5份二丁基二月桂酸锡作为催化剂，60~80℃搅拌反应12~24h，得到铸膜液；

（2）固化：将步骤（1）所得的铸膜液在平板载体上刮制成100~300μm的初生液膜，立即浸入20~50℃水浴中固化0.5~1h，取出后浸入水中浸泡20~28h，18~22℃干燥即得产品交联油水分离膜。

所述聚乙烯-乙烯醇中乙烯基的摩尔百分含量为27~44mol%，聚合度为700~1500。

所述交联剂为二甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或四乙氧基硅烷中的一种。

所述平板载体为玻璃板、聚四氟乙烯板或无纺布中的一种。

本发明具有如下优点：本发明膜制备过程简单易行；膜结构易控制，性能稳定，且亲水性和抗污染性能优异；膜内部的交联结构使膜具有较高的机械强度；膜具有较高的水通量和油滴截留率；膜性能稳定，可重复使用；适用于高浓度含油废水的处理。

具体实施方式

以下是一种高性能交联油水分离膜的制备方法的实施例，但所述实施例不构成对本发明的限制。

实施例1

（1）铸膜液的制备：将0.1份四乙氧基硅烷、20份乙烯含量为44mol%、聚合度为1500的聚（乙烯-乙烯醇）溶解于79.4份二甲亚砜中，加入0.5份二丁基二月桂酸锡作为催化剂，60℃搅拌反应12h，得到铸膜液；

（2）固化：将铸膜液在无纺布上刮制成100μm的初生液膜，立即浸入50℃水浴中固化0.5h，取出后浸入水中浸泡24小时，20℃干燥即得交联油水分离膜。

利用动态循环型膜性能评价装置测定膜的油水分离性能，跨膜压差为0.025MPa，操作温度为20℃。所用含油水样为油相质量浓度为3g/L的油水乳液，其油滴平均粒径为0.1μm。膜通量的计算式为：

J = \frac{V}{AΔt}

式中，J为膜通量，L/(m²·h)；Δt为过滤时间，h；V为Δt内透过膜的溶液体积，L；A为膜的有效截留面积，m²。膜的油滴截留率为：

R = (1 - \frac{c_{p}}{c_{f}}) \times 100 %

式中，c_f为过滤前油相质量浓度，g/L；c_p为过滤后油相质量浓度，g/L，由双光束紫外可见分光光度计在531nm处测定。

测得膜的水通量为530L/m²h，油滴截留率为94.0%

实施例2

（1）铸膜液的制备：将10份二甲基二乙氧基硅烷、14.9份乙烯含量为27mol%、聚合度为700的聚(乙烯-乙烯醇)溶解于75份二甲亚砜中，加入0.1份二丁基二月桂酸锡作为催化剂，80℃搅拌反应24h，得到铸膜液；

（2）固化：将铸膜液在玻璃板上刮制成300μm的初生液膜，立即浸入20℃水浴中固化0.5，，取出后浸入水中浸泡24小时，20℃干燥即得交联油水分离膜。

测得膜的水通量为389L/m²h，油滴截留率为98.5%。

实施例3

（1）铸膜液的制备：将4.5份甲基三甲氧基硅烷、10份乙烯含量为38mol%、聚合度为1000的聚(乙烯-乙烯醇)溶解于85份二甲亚砜中，加入0.5份二丁基二月桂酸锡作为催化剂，80℃搅拌反应24h，得到铸膜液；

（2）固化：将铸膜液在聚四氟乙烯板上刮制成200μm的初生液膜，立即浸入30℃水浴中固化1h，取出后浸入水中浸泡24小时，20℃干燥即得交联油水分离膜。

测得膜的水通量为469L/m²h，油滴截留率为97.2%。

实施例4

（1）铸膜液的制备：将4.5份乙烯基三乙氧基硅烷、10份乙烯含量为32mol%、聚合度为900的聚(乙烯-乙烯醇)溶解于85份二甲亚砜中，加入0.5份二丁基二月桂酸锡作为催化剂，80℃搅拌反应24h，得到铸膜液；

（2）固化：将铸膜液在无纺布上刮制成100μm的初生液膜，立即浸入30℃水浴中固化1h，取出后浸入水中浸泡24小时，20℃干燥即得交联油水分离膜。

测得膜的水通量为640L/m²h，油滴截留率为95.8%。

Claims

1. 一种交联油水分离膜的制备方法，其特征是按重量份计步骤如下：

（2）固化：将步骤（1）所得的铸膜液在平板载体上刮制成100~300mm的初生液膜，立即浸入20~50℃水浴中固化0.5~1h，取出后浸入水中浸泡20~28h，18~22℃干燥即得产品交联油水分离膜。

2.如权利要求1所述的交联油水分离膜的制备方法，其特征是：所述聚乙烯-乙烯醇中乙烯基的摩尔百分含量为27~44mol%，聚合度为700~1500。

3.如权利要求1所述的交联油水分离膜的制备方法，其特征是：所述交联剂为二甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或四乙氧基硅烷中的一种。

4.如权利要求1所述的交联油水分离膜的制备方法，其特征是：所述平板载体为玻璃板、聚四氟乙烯板或无纺布中的一种。