CN104084061A - 一种纳米bn改性超滤膜的制备方法 - Google Patents
一种纳米bn改性超滤膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104084061A CN104084061A CN201410384466.6A CN201410384466A CN104084061A CN 104084061 A CN104084061 A CN 104084061A CN 201410384466 A CN201410384466 A CN 201410384466A CN 104084061 A CN104084061 A CN 104084061A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nanometer
- preparation
- parts
- modified
- ultrafiltration membrane
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，它涉及一种改性超滤膜的方法。本发明的目的是要解决现有无机纳米粒子改性超滤膜的方法存在纳米粒子容易发生团聚，所制备的超滤膜亲水效果差，纳米颗粒易堵塞膜孔降低了水通量，耐久性差和化学改性工艺复杂的问题。制备方法：一、制备铸膜液；二、浇铸、成膜；三、清洗，得到纳米BN改性超滤膜。本发明制备的纳米BN改性超滤膜的纯水通量为60L/m2·h～100L/m2·h，污染测试时的通量为50L/m2·h～80L/m2·h，清洗后通量恢复率86％～94％，水接触角为60°～75°，拉伸强度1.3MPa～1.9MPa。本发明可获得一种纳米BN改性超滤膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性超滤膜的方法。
背景技术
膜分离技术是当今进行饮用水深度净化，保障水质安全的重要新技术。由于其过滤效果好、能耗低、无相变、操作简便，在给水净化、中水回用、废水处理等领域得到越来越广泛的应用。以超滤膜为核心的水处理工艺已经发展成为第三代饮用水净化工艺，它与其它技术的组合工艺可以有效地对微污染水源进行处理,生产优质的饮用水。
目前常用的膜材料有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。聚砜(PSF)类膜有板式膜和中空纤维膜。中空纤维膜具有装填密度高、比表面积大、耐压性能好、膜组件结构简单等优点；但是强度较低、刚性差、易变形，严重的还会产生破孔、断丝等现象。聚醚砜(PES)是一种重要的成膜材料，聚醚砜所形成的超滤膜具有物理和化学稳定性好，成膜特性优良，价廉易得等优点。但是聚醚砜由于本身具有较多的疏水性基团，因此所形成的膜疏水性强，在过滤水介质物料时，容易造成严重的膜污染，造成分离效率下降。聚氯乙烯(PVC)是一种广泛应用的合成树脂材料，它有如下优点：耐酸碱性强，耐有机溶剂，来源广泛，成本低。但聚氯乙烯也有缺陷，其一是性脆，所耐受的横向冲击力和纵向拉伸力有限，这在一定程度上限制了其应用，其二是疏水性，作膜材料用于过滤时，由于疏水性很容易被污堵。聚偏氟乙烯(PVDF)是一种半结晶材料，具有优良的化学稳定性、热稳定性和易成膜等优点，但由于PVDF的表面能低，疏水性强，制备出来的膜亲水性差，膜容易吸附有机溶质而被污染。
这些材料制备的超滤膜均存在强度不高，亲水性差，过滤速度较低，能承受的冲击力和抗拉伸能力都不够理想的问题。虽然增大聚合物含量或者膜的厚度可以提高膜强度，但是膜的截留分子量和透过性能会受到很大影响。为此有必要开发出一种高强度、亲水性的超滤膜。
增强超滤膜的机械强度是在实际工业生产中尤为重要的，因为机械强度决定了膜以及由膜形成的膜组件的使用寿命，在实际使用中，很多膜系统和膜组件的失效不是由于膜微观过滤性能的失效造成的，而是由于膜片宏观上出现机械破损，从而造成膜组件过滤性能的失效。因此提高膜片的机械性能对增加膜组件性能尤为重要。
对超滤膜的亲水性改性方法主要有共混改性、表面改性和化学改性等。表面改性其作用主要发生在膜表面，耐久性得不到保证，化学改性工艺复杂、实施困难；而共混改性的方法相比这两者来说，容易操作而且能改善材料的根本性能。在聚合物基体中加入少量无机纳米粒子已成为改善其材料性能的一种重要方法，它既保持了有机物的柔韧性和低成本，又具有无机物的化学稳定性和高机械强度，同时两者间还会产生很强的界面作用，从而使聚合物的性能得到提高，呈现出不同于一般复合材料的力学、热学、浸润性等。
传统制备的超滤膜机械强度不高，运行时膜容易压裂，造成截留率急剧下降。直接添加无机纳米粒子配制铸膜液时，纳米粒子容易发生团聚，大大降低其尺寸效应，造成制备出的超滤膜亲水性改善效果不好，并且团聚后的纳米颗粒容易堵塞膜孔降低水通量。
发明内容
本发明的目的是要解决现有无机纳米粒子改性超滤膜的方法存在纳米粒子容易发生团聚，所制备的超滤膜亲水效果差，纳米颗粒易堵塞膜孔降低了水通量，耐久性差和化学改性工艺复杂的问题，而提供一种纳米BN改性超滤膜的制备方法。
一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取10份～20份高聚物、0.4份～2份致孔剂、80份～100份纳米BN悬浮液和5份～30份分散溶剂；然后将称取的10份～20份高聚物、0.4份～2份致孔剂、80份～100份纳米BN悬浮液和5份～30份分散溶剂在温度为50℃～80℃和搅拌速度为400r/min～500r/min的条件下搅拌6h～12h，再放入温度为25℃～40℃的真空干燥箱中静置脱泡2h～4h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为20℃～25℃和湿度为70％～80％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.2mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.2mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发10s～20s，再浸入到凝固浴中浸泡12h～24h，得到脱落后的超滤膜；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次～5次，保存在蒸馏水中，得到纳米BN改性超滤膜；
步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
①、将天然六方晶型的BN粉末与分散溶剂混合，得到含有BN初始混合液；
步骤①中所述的BN粉末的质量与分散溶剂的体积比为(20mg～40mg):1mL；
②、对含有BN的初始混合液进行球磨分散处理，得到球磨分散处理后的BN混合液；
③、对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，得到超声处理后的BN混合液；
④、将超声处理后的BN混合液静置12h～24h，然后取上层清液，得到纳米BN悬浮液。
本发明的优点：
一、纳米氮化硼BN力学性能好，使用纳米BN改性超滤膜，超滤膜的亲水性和机械性能得到明显改善；
二、本发明在制备纳米BN悬浮液时，步骤③中对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，能有效的提高纳米BN悬浮液在铸膜液中的分散性；
三、本发明中纳米BN改性超滤膜，对超滤膜的微观结构没有产生明显影响，保留了超滤膜原来优良的特性；
四、本发明制备的纳米BN悬浮液的价格低廉，容易获得，减少了成本；
五、本发明制备的纳米BN改性超滤膜的工艺操作简单易行，所用设备均为本领域常规仪器，工艺周期短，对工艺环境的要求较低，成本低廉，耐久性良好；
六、本发明制备的纳米BN改性超滤膜的纯水通量为60L/m2·h～100L/m2·h，污染测试时的通量为50L/m2·h～80L/m2·h，清洗后通量恢复率86％～94％，水接触角为60°～75°，BSA截留率为85％～95％，拉伸强度1.3MPa～1.9MPa。
附图说明
图1是应力应变曲线图，图1中1是试验一制备的聚砜超滤膜的应力应变曲线图，2是试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的应力应变曲线图；
图2为纯水通量随时间的变化曲线；图2中1是试验一制备的聚砜超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线，2是试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线，3是试验五制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取10份～20份高聚物、0.4份～2份致孔剂、80份～100份纳米BN悬浮液和5份～30份分散溶剂；然后将称取的10份～20份高聚物、0.4份～2份致孔剂、80份～100份纳米BN悬浮液和5份～30份分散溶剂在温度为50℃～80℃和搅拌速度为400r/min～500r/min的条件下搅拌6h～12h，再放入温度为25℃～40℃的真空干燥箱中静置脱泡2h～4h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为20℃～25℃和湿度为70％～80％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.2mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.2mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发10s～20s，再浸入到凝固浴中浸泡12h～24h，得到脱落后的超滤膜；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次～5次，保存在蒸馏水中，得到纳米BN改性超滤膜；
步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
①、将天然六方晶型的BN粉末与分散溶剂混合，得到含有BN初始混合液；
步骤①中所述的BN粉末的质量与分散溶剂的体积比为(20mg～40mg):1mL；
②、对含有BN的初始混合液进行球磨分散处理，得到球磨分散处理后的BN混合液；
③、对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，得到超声处理后的BN混合液；
④、将超声处理后的BN混合液静置12h～24h，然后取上层清液，得到纳米BN悬浮液。
本具体实施方式的优点：
一、纳米氮化硼BN力学性能好，使用纳米BN改性超滤膜，超滤膜的亲水性和机械性能得到明显改善；
二、本具体实施方式在制备纳米BN悬浮液时，步骤③中对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，能有效的提高纳米BN悬浮液在铸膜液中的分散性；
三、本具体实施方式中纳米BN改性超滤膜，对超滤膜的微观结构没有产生明显影响，保留了超滤膜原来优良的特性；
四、本具体实施方式制备的纳米BN悬浮液的价格低廉，容易获得，减少了成本；
五、本具体实施方式制备的纳米BN改性超滤膜的工艺操作简单易行，所用设备均为本领域常规仪器，工艺周期短，对工艺环境的要求较低，成本低廉，耐久性良好；
六、本具体实施方式制备的纳米BN改性超滤膜的纯水通量为60L/m2·h～100L/m2·h，污染测试时的通量为50L/m2·h～80L/m2·h，清洗后通量恢复率86％～94％，水接触角为60°～75°，BSA截留率为85％～95％，拉伸强度1.3MPa～1.9MPa。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一所述的高聚物为聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或几种的混合物。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的分散溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺和异丙醇中的一种或几种的混合液。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、尿素、木粉和氯化锂中的一种或几种的混合物。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的凝固浴为蒸馏水、乙醇和丙酮中的一种或几种的混合液。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法中步骤①中所述的分散溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺和异丙醇中的一种或几种的混合液。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法中步骤②中所述的球磨分散处理的球料质量比为(1～5):1，球磨转速为60r/min～120r/min，球磨分散处理的时间为4h～12h。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法中步骤③中所述的超声处理的功率为300W～600W，超声时间为4h～12h。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤一中首先按重量份数称取16份高聚物、0.5份致孔剂、80份纳米BN悬浮液和30份分散溶剂；然后将称取的16份高聚物、0.5份致孔剂、80份纳米BN悬浮液和30份分散溶剂在温度为60℃和搅拌速度为450r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡2h，得到铸膜液。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤二中在温度为23℃和湿度为70％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡24h，得到脱落后的超滤膜。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用以下试验验证本发明的有益效果：
试验一：一种聚砜超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取16g聚砜、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、和84g1-甲基-2-吡咯烷酮；然后将称取的16g聚砜、0.5g聚乙烯吡咯烷酮和84g1-甲基-2-吡咯烷酮在温度为60℃和搅拌速度为450r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡2h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为23℃和湿度为70％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡24h，得到脱落后的超滤膜；
步骤二中所述的凝固浴为蒸馏水；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗4次，保存在蒸馏水中，得到聚砜超滤膜。
试验二：一种纳米BN改性聚砜超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取16g聚砜、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、80g纳米BN悬浮液和30g1-甲基-2-吡咯烷酮；然后将称取的16g聚砜、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、80g纳米BN悬浮液和30g1-甲基-2-吡咯烷酮在温度为60℃和搅拌速度为450r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡2h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为23℃和湿度为70％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡24h，得到脱落后的超滤膜；
步骤二中所述的凝固浴为蒸馏水；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗4次，保存在蒸馏水中，得到纳米BN改性聚砜超滤膜；
步骤一种所述的纳米BN悬浮液的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
①、将天然六方晶型的BN粉末与分散溶剂混合，得到含有BN初始混合液；
步骤①中所述的BN粉末的质量与分散溶剂的体积比为30mg:1mL；
②、对含有BN的初始混合液进行球磨分散处理，得到球磨分散处理后的BN混合液；
步骤②中所述的球磨分散处理的球料质量比为3:1，球磨转速为80r/min，球磨分散处理的时间为4h～12h；
③、对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，得到超声处理后的BN混合液；
步骤③中所述的超声处理的功率为300W～600W，超声时间为8h；
④、将超声处理后的BN混合液静置24h，然后取上层清液，得到纳米BN悬浮液。
将试验一和试验二制备的聚砜超滤膜和纳米BN改性聚砜超滤膜的各项性能数据列于表1，表1为试验一和试验二制备的聚砜超滤膜和纳米BN改性聚砜超滤膜的各项性能数据，通过表1可知，试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜与试验一制备的聚砜超滤膜相比，接触角明显减小，纯水通量增大，说明试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜亲水性得到提高；且能够在BSA溶液中保持较高的通量，清洗后膜的通量恢复率有很大的提高，说明试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的耐污染性能得到一定改善；试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜对BSA的截留作用增强。
表1
使用微型弹簧拉力试验机对试验一和试验二制备的聚砜超滤膜和纳米BN改性聚砜超滤膜进行测试，如图1所示，图1是应力应变曲线图，图1中1是试验一制备的聚砜超滤膜的应力应变曲线图，2是试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的应力应变曲线图。从图1可知，试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的拉伸强度与试验一制备的聚砜超滤膜相比，拉伸强度提高了12％，说明试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的机械性能带到了很大改善。
试验三：一种聚氯乙烯超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取16g聚氯乙烯、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、和84g1-甲基-2-吡咯烷酮；然后将称取的16g聚氯乙烯、0.5g聚乙烯吡咯烷酮和84g1-甲基-2-吡咯烷酮在温度为60℃和搅拌速度为450r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡2h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为23℃和湿度为70％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡24h，得到脱落后的超滤膜；
步骤二中所述的凝固浴为蒸馏水；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗4次，保存在蒸馏水中，得到聚氯乙烯超滤膜。
试验四：一种纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取16g聚氯乙烯、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、100g纳米BN悬浮液和5g1-甲基-2-吡咯烷酮；然后将称取的16g聚氯乙烯、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、100g纳米BN悬浮液和5g1-甲基-2-吡咯烷酮在温度为60℃和搅拌速度为450r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡2h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为23℃和湿度为70％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡24h，得到脱落后的超滤膜；
步骤二中所述的凝固浴为蒸馏水；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗4次，保存在蒸馏水中，得到纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜；
步骤一种所述的纳米BN悬浮液的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
①、将天然六方晶型的BN粉末与分散溶剂混合，得到含有BN初始混合液；
步骤①中所述的BN粉末的质量与分散溶剂的体积比为30mg:1mL；
②、对含有BN的初始混合液进行球磨分散处理，得到球磨分散处理后的BN混合液；
步骤②中所述的球磨分散处理的球料质量比为3:1，球磨转速为80r/min，球磨分散处理的时间为4h～12h；
③、对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，得到超声处理后的BN混合液；
步骤③中所述的超声处理的功率为300W～600W，超声时间为8h；
④、将超声处理后的BN混合液静置24h，然后取上层清液，得到纳米BN悬浮液。
将试验三和试验四制备的聚氯乙烯超滤膜和纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜的各项性能数据列于表2，表2为试验三和试验四制备的聚氯乙烯超滤膜和纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜的各项性能数据，通过表2可知，试验四制备的纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜与试验三制备的聚氯乙烯超滤膜相比，接触角明显减小，纯水通量增大，说明试验四制备的纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜亲水性得到提高；且能够在BSA溶液中保持较高的通量，清洗后膜的通量恢复率有很大的提高，说明试验四制备的纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜的耐污染性能得到一定改善；试验四制备的纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜对BSA的截留作用增强。
表2
试验四制备的纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜的拉伸强度与试验三制备的聚氯乙烯超滤膜相比，拉伸强度提高了42％，说明试验四制备的纳米BN改性聚氯乙烯超滤膜的机械性能带到了很大改善。
试验五：一种纳米BN改性聚砜超滤膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取16g聚砜、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、100g纳米BN悬浮液和5g1-甲基-2-吡咯烷酮；然后将称取的16g聚砜、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、100g纳米BN悬浮液和5g1-甲基-2-吡咯烷酮在温度为60℃和搅拌速度为450r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡2h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为23℃和湿度为70％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡24h，得到脱落后的超滤膜；
步骤二中所述的凝固浴为蒸馏水；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗4次，保存在蒸馏水中，得到纳米BN改性聚砜超滤膜；
步骤一种所述的纳米BN悬浮液的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
①、将天然六方晶型的BN粉末与分散溶剂混合，得到含有BN初始混合液；
步骤①中所述的BN粉末的质量与分散溶剂的体积比为30mg:1mL；
②、对含有BN的初始混合液进行球磨分散处理，得到球磨分散处理后的BN混合液；
步骤②中所述的球磨分散处理的球料质量比为3:1，球磨转速为80r/min，球磨分散处理的时间为4h～12h；
③、对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，得到超声处理后的BN混合液；
步骤③中所述的超声处理的功率为300W～600W，超声时间为8h；
④、将超声处理后的BN混合液静置24h，然后取上层清液，得到纳米BN悬浮液。
试验五制备的纳米BN改性聚砜超滤膜纯水通量为87L/m2·h，污染测试时的通量为68L/m2·h，清洗后通量恢复率91.2L/m2·h，水接触角为65°，BSA截留率为93.1％，拉伸强度1.75MPa。
使用美国MILLIPORE公司生产的Millipore 8200型超滤杯组装超滤测试平台对试验一制备的聚砜超滤膜、试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜和试验五制备的纳米BN改性聚砜超滤膜进行通量测试，如图2所示。图2为纯水通量随时间的变化曲线；图2中1是试验一制备的聚砜超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线，2是试验二制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线，3是试验五制备的纳米BN改性聚砜超滤膜的纯水通量随时间的变化曲线。从图2可知，试验二和试验五制备的纳米BN改性聚砜超滤膜初始的纯水通量较试验一制备的聚砜超滤膜有所提高，所制备的纳米BN改性聚砜超滤膜中纳米BN悬浮液的含量不同，对纯水通量的提高程度不同，但试验二和试验五制备的纳米BN改性聚砜超滤膜较试验一制备的聚砜超滤膜均提高了大于25％。
Claims (10)
1.一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于一种纳米BN改性超滤膜的制备方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备铸膜液：首先按重量份数称取10份～20份高聚物、0.4份～2份致孔剂、80份～100份纳米BN悬浮液和5份～30份分散溶剂；然后将称取的10份～20份高聚物、0.4份～2份致孔剂、80份～100份纳米BN悬浮液和5份～30份分散溶剂在温度为50℃～80℃和搅拌速度为400r/min～500r/min的条件下搅拌6h～12h，再放入温度为25℃～40℃的真空干燥箱中静置脱泡2h～4h，得到铸膜液；
二、浇铸、成膜：在温度为20℃～25℃和湿度为70％～80％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.2mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.2mm～0.3mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发10s～20s，再浸入到凝固浴中浸泡12h～24h，得到脱落后的超滤膜；
三、清洗：使用蒸馏水对脱落后的超滤膜进行清洗3次～5次，保存在蒸馏水中，得到纳米BN改性超滤膜；
步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
①、将天然六方晶型的BN粉末与分散溶剂混合，得到含有BN初始混合液；
步骤①中所述的BN粉末的质量与分散溶剂的体积比为(20mg～40mg):1mL；
②、对含有BN的初始混合液进行球磨分散处理，得到球磨分散处理后的BN混合液；
③、对球磨分散处理后的BN混合液进行超声处理，得到超声处理后的BN混合液；
④、将超声处理后的BN混合液静置12h～24h，然后取上层清液，得到纳米BN悬浮液。
2.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤一所述的高聚物为聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯和聚偏氟乙烯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的分散溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺和异丙醇中的一种或几种的混合液。
4.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、尿素、木粉和氯化锂中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的凝固浴为蒸馏水、乙醇和丙酮中的一种或几种的混合液。
6.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法中步骤①中所述的分散溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺和异丙醇中的一种或几种的混合液。
7.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法中步骤②中所述的球磨分散处理的球料质量比为(1～5):1，球磨转速为60r/min～120r/min，球磨分散处理的时间为4h～12h。
8.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的纳米BN悬浮液的制备方法中步骤③中所述的超声处理的功率为300W～600W，超声时间为4h～12h。
9.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤一中首先按重量份数称取16份高聚物、0.5份致孔剂、80份纳米BN悬浮液和30份分散溶剂；然后将称取的16份高聚物、0.5份致孔剂、80份纳米BN悬浮液和30份分散溶剂在温度为60℃和搅拌速度为450r/min的条件下搅拌12h，再放入温度为25℃的真空干燥箱中静置脱泡2h，得到铸膜液。
10.根据权利要求1所述的一种纳米BN改性超滤膜的制备方法，其特征在于步骤二中在温度为23℃和湿度为70％的条件下将铸膜液浇铸在洁净的玻璃基板上，浇铸过程中使用刮膜机在浇铸后的玻璃基板上进行刮膜，得到含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板；将含有厚度为0.25mm的铸膜液的玻璃基板在空气中挥发15s，再浸入到凝固浴中浸泡24h，得到脱落后的超滤膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410384466.6A CN104084061B (zh) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 一种纳米bn改性超滤膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410384466.6A CN104084061B (zh) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 一种纳米bn改性超滤膜的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104084061A true CN104084061A (zh) | 2014-10-08 |
| CN104084061B CN104084061B (zh) | 2016-03-09 |
Family
ID=51631878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410384466.6A Active CN104084061B (zh) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 一种纳米bn改性超滤膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104084061B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104353372A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-02-18 | 天津工业大学 | 一种芳香族聚酰胺中空纤维多孔膜的制备方法 |
| WO2019014633A1 (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | The Board Trustees Of The University Of Illinois | MEMBRANES OF NANOTUBES OF BORON NITRIDE |
| CN109351212A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-02-19 | 刘庆玉 | 一种聚砜超滤膜及其在饮用水净化、污水回用领域的应用 |
| CN109433028A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-08 | 刘庆玉 | 一种聚酰胺反渗透膜及其在海水淡化领域的应用 |
| CN109433031A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-08 | 刘庆玉 | 一种聚醚砜超滤膜及其在血液透析领域的应用 |
| CN110787648A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-14 | 湖北第二师范学院 | 负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜及其制备方法和应用 |
| CN112023702A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种羟基化氮化硼复合膜及其制备方法和应用 |
| US10913035B2 (en) | 2016-04-06 | 2021-02-09 | The University Of Manchester | Laminate membranes comprising a two-dimensional layer comprising polyaromatic functionalities |
| CN113680220A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-11-23 | 沈阳工业大学 | 具有光催化效应纳米碳化硼/聚偏氟乙烯膜及其制备方法 |
| CN115414786A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-12-02 | 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司 | 基于原位共铸的抗污染有机-无机复合超滤膜的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070034515A1 (en) * | 2005-04-04 | 2007-02-15 | Shengqian Kong | Radiation- or thermally-curable oxetane barrier sealants |
| CN101137427A (zh) * | 2005-03-09 | 2008-03-05 | 加利福尼亚大学校务委员会 | 纳米复合材料膜及其制备和使用方法 |
| CN102766251A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-11-07 | 华润包装材料有限公司 | 一种快吸热聚酯及其制备方法 |
| US20120298558A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-29 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Functionalized filters for heavy oil upgrading |
-
2014
- 2014-08-06 CN CN201410384466.6A patent/CN104084061B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101137427A (zh) * | 2005-03-09 | 2008-03-05 | 加利福尼亚大学校务委员会 | 纳米复合材料膜及其制备和使用方法 |
| US20070034515A1 (en) * | 2005-04-04 | 2007-02-15 | Shengqian Kong | Radiation- or thermally-curable oxetane barrier sealants |
| US20120298558A1 (en) * | 2011-05-20 | 2012-11-29 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Functionalized filters for heavy oil upgrading |
| CN102766251A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-11-07 | 华润包装材料有限公司 | 一种快吸热聚酯及其制备方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104353372A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-02-18 | 天津工业大学 | 一种芳香族聚酰胺中空纤维多孔膜的制备方法 |
| US10913035B2 (en) | 2016-04-06 | 2021-02-09 | The University Of Manchester | Laminate membranes comprising a two-dimensional layer comprising polyaromatic functionalities |
| WO2019014633A1 (en) * | 2017-07-14 | 2019-01-17 | The Board Trustees Of The University Of Illinois | MEMBRANES OF NANOTUBES OF BORON NITRIDE |
| CN109433028B (zh) * | 2018-12-27 | 2021-10-08 | 成都硕特科技股份有限公司 | 一种聚酰胺反渗透膜及其在海水淡化领域的应用 |
| CN109433031A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-08 | 刘庆玉 | 一种聚醚砜超滤膜及其在血液透析领域的应用 |
| CN109433028A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-03-08 | 刘庆玉 | 一种聚酰胺反渗透膜及其在海水淡化领域的应用 |
| CN109433031B (zh) * | 2018-12-27 | 2021-07-09 | 青岛市中医医院(青岛市海慈医院、青岛市康复医学研究所) | 一种聚醚砜超滤膜及其在血液透析领域的应用 |
| CN109351212A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-02-19 | 刘庆玉 | 一种聚砜超滤膜及其在饮用水净化、污水回用领域的应用 |
| CN110787648A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-02-14 | 湖北第二师范学院 | 负载有纳米多孔氮化硼的纳滤膜及其制备方法和应用 |
| CN112023702A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种羟基化氮化硼复合膜及其制备方法和应用 |
| CN112023702B (zh) * | 2020-09-07 | 2022-02-08 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种羟基化氮化硼复合膜及其制备方法和应用 |
| CN113680220A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-11-23 | 沈阳工业大学 | 具有光催化效应纳米碳化硼/聚偏氟乙烯膜及其制备方法 |
| CN115414786A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-12-02 | 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司 | 基于原位共铸的抗污染有机-无机复合超滤膜的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104084061B (zh) | 2016-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104084061B (zh) | 一种纳米bn改性超滤膜的制备方法 | |
| Guo et al. | Ultra-thin double Janus nanofiltration membrane for separation of Li+ and Mg2+:“Drag” effect from carboxyl-containing negative interlayer | |
| Kumar et al. | Use of cellulose acetate/polyphenylsulfone derivatives to fabricate ultrafiltration hollow fiber membranes for the removal of arsenic from drinking water | |
| Pi et al. | Polypropylene microfiltration membranes modified with TiO2 nanoparticles for surface wettability and antifouling property | |
| CN105435653B (zh) | 一种对二价离子脱除具有高选择性的复合纳滤膜及其制备方法 | |
| Vatsha et al. | Preparation of antifouling polyvinylpyrrolidone (PVP 40K) modified polyethersulfone (PES) ultrafiltration (UF) membrane for water purification | |
| CN104096488B (zh) | 一种聚合物/氧化石墨烯复合分离膜的制备方法 | |
| CN104117293B (zh) | 一种原位合成纳米银改性pvdf超滤膜的制备方法 | |
| CN102755844B (zh) | 一种表面离子化改性聚砜超滤膜的制备方法 | |
| CN103394295B (zh) | 一种亲水性pvdf复合超滤膜及其制备方法 | |
| He et al. | Non-organic solvent prepared nanofiltration composite membrane from natural product tannic acid (TA) and cyclohexane-1, 4-diamine (CHD) | |
| Wu et al. | Improved filtration performance and antifouling properties of polyethersulfone ultrafiltration membranes by blending with carboxylic acid functionalized polysulfone | |
| Purushothaman et al. | Fabrication of highly permeable and anti-fouling performance of Poly (ether ether sulfone) nanofiltration membranes modified with zinc oxide nanoparticles | |
| CN110665377B (zh) | 一种高通量抗污染反渗透膜及其制备方法 | |
| CN104437124B (zh) | 一种自清洁型聚偏氟乙烯微孔膜及其制备方法 | |
| CN105358238A (zh) | 多通道膜 | |
| CN106582299B (zh) | 一种氨化氧化石墨烯基3d纳米颗粒改性有机分离膜制备方法 | |
| CN106310965A (zh) | 一种聚合多巴胺改性的pvdf膜的制备方法 | |
| CN108939951A (zh) | 一种自组装改性的聚酰胺反渗透复合膜及其应用 | |
| CN104437122B (zh) | 一种具有防污性能的pvdf膜及其制备方法 | |
| CN104841294A (zh) | 一种硅烷偶联剂修饰的亲水性pes/go复合膜及其制备方法 | |
| CN105597552A (zh) | 高水通量高截盐率正渗透膜及一步法制备该正渗透膜的方法 | |
| CN102626595A (zh) | 工业用高强度抗污染超滤平板膜片的配方及其制备方法 | |
| Xu et al. | Hydrophilic modification of polyvinyl chloride hollow fiber membranes by silica with a weak in situ sol–gel method | |
| Wang et al. | Supramolecular enzymatic membranes comprising of β-cyclodextrin and laccase for efficient removal and desalination of small molecules |
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 |