CN104587851B - 一种复合纳滤膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合纳滤膜的制备方法，具体包括如下步骤：聚乙烯醇溶液的制备；交联剂溶液的制备；复合纳滤膜的制备。本发明的制备方法通过将聚乙烯醇与戊二醛在聚砜基膜上交联，提高了膜表面的亲水性，尤其适于地表水处理、中水回收以及优质饮用水制备。

Description

一种复合纳滤膜的制备方法
技术领域
本发明涉及膜处理技术，具体涉及一种复合纳滤膜的制备方法。
背景技术
纳滤技术因其高效、环保、安全、节能、易操作等优点，成为一种关键的净水技术，被称作“21世界的水处理技术”。它操作压力更低，且对水中物质截留具有一定的选择透过性。复合纳滤膜是在多孔支撑层上再聚合一层超薄致密分离层，目前主要的也是最多的制备纳滤膜方法是界面聚合，但是界面聚合对基膜有很高的要求，且对其他工艺条件如温湿度，漂洗液及漂洗温度等都有较高要求，另外由于界面聚合反应极其快速，使得有效分离层的厚度不容易把控。
聚乙烯醇是一种应用广泛的水溶性高分子材料，它具有较强的粘结性，较好的平滑性、耐磨性、清水性以及耐溶剂性。若将聚乙烯醇直接涂敷在纳滤膜的基膜上，二者之间的分子链仅以物理吸附作用结合，在长期运行过程中，易因聚乙烯醇溶胀脱落而使膜失去性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种复合纳滤膜的制备方法，旨在制得适于地表水处理、中水回收以及优质饮用水制备的具有低脱盐和高有机物截留特点纳滤膜。
本发明采用的技术方案具体为：
一种复合纳滤膜的制备方法，具体包括如下步骤：
聚乙烯醇溶液的制备：将聚乙烯醇在1000-1200r/min的转速下搅拌加入水中，使其分散均匀，加热控温于80-90℃，使其完全溶解，待其冷却至室温后再加入0.2-0.5wt％的酸溶液作为催化剂，得到2-8wt％的聚乙烯醇的水溶液；
交联剂溶液的制备：将0.2-0.5wt％的二元醛加入至水中，搅拌至其混合均匀，制得交联剂溶液；
复合纳滤膜的制备：将聚乙烯醇溶液和交联剂溶液混合均匀后，置入料液槽中，所述料液槽为设有通过狭缝挤出涂布机结构的料液槽；采用涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀地涂敷于截留分子量为40000-60000的聚砜基膜成为复合湿膜，将复合湿膜静置2-5min后，将复合膜置于60-80℃的热处理装置中3-5min，即形成复合纳滤膜。
在上述复合纳滤膜的制备方法中，所述聚乙烯醇为醇解度88％的Selvol 540、Selvol 523、Selvol 205以及醇解度99％的Selvol 125、Selvol 165中的一种或几种。
在上述复合纳滤膜的制备方法中，所述二元醛为戊二醛、乙二醛或者丙二醛。
在上述复合纳滤膜的制备方法中，在聚乙烯醇溶液的制备步骤中，所述酸溶液为盐酸、硫酸或者磷酸。
在上述复合纳滤膜的制备方法中，在聚乙烯醇溶液的制备步骤中，加入0.4wt％的酸溶液。
在上述复合纳滤膜的制备方法中，在聚乙烯醇溶液的制备步骤中，将聚乙烯醇加热控温于80℃。
本发明产生的有益效果是：
通过在强酸催化条件下，将聚乙烯醇在戊二醛水溶液中聚合成为交联的聚乙烯醇缩戊二醛大分子，一方面使其不容易脱离，另一方面也使得分离层形成网络交织结构而变得更加致密，改善了截留率。所制得的低脱盐、高有机物截留量的聚乙烯醇纳滤膜，尤其适合于处理微污染的地表淡水饮用水源。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。当结合实施例考虑时，能够更完整更好地理解本发明，但此处所说明的实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
实施例1：
将2wt％聚乙烯醇Selvol 540在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.2wt％硫酸，再与配制的0.2wt％的戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机(涂布机采用上海弗安有限公司的FA-202D)上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在截留分子量为4～6万的聚砜基膜上静置2min；然后将复合膜在60-80℃处理3-5min，即形成聚乙烯醇纳滤膜；
然后将复合膜在60℃置于热处理装置中3min，即制得聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液截留率为27％，对硫酸镁的截留率为91％，对PEG2000截留率为96.3％。
实施例2：
将2wt％聚乙烯醇Selvol 540在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.4％硫酸，再与配制的0.2wt％戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在聚砜基膜上静置2min；
然后将复合膜在60℃，处理3min，即形成所述聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液截留率为31％，对硫酸镁的截留率为94％，对PEG2000截留率为96.7％。
实施例3：
将4wt％聚乙烯醇Selvol 523在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.4wt％硫酸，再与配制的0.2wt％戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在聚砜基膜上静置2min；然后将复合膜置于60℃的热处理装置中3min，即制得聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液的截留率为35％，对硫酸镁的截留率为93％，对PEG2000截留率为97.2％。
实施例4：
将4wt％聚乙烯醇Selvol 523在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.4wt％硫酸，再与配制的0.4wt％戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在聚砜基膜上静置2min；然后将复合膜置于80℃的热处理装置中3min，即制得聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液截留率为28％，对硫酸镁的截留率为92％，对PEG2000截留率为97.8％。
实施例5：
将4wt％聚乙烯醇Selvol 125在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.4wt％硫酸，再与配制的0.4wt％戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在聚砜基膜上静置2min；然后将复合膜置于80℃的热处理装置中5min，即形成所述聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液截留率为26％，对硫酸镁的截留率为93.5％，对PEG2000截留率为98.2％。
实施例6：
将6wt％聚乙烯醇Selvol 125在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.4wt％硫酸，再与配制的0.5wt％戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在聚砜基膜上静置2min；然后将复合膜置于80℃的热处理装置中3min，即制的所述聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液截留率为28％，对硫酸镁的截留率为92％，对PEG2000截留率为97.8％。
实施例7：
将6wt％聚乙烯醇Selvol 165在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.4wt％硫酸，再与配制的0.5wt％戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在聚砜基膜上静置2min；然后将复合膜置于80℃的热处理装置中3min，即制得聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液截留率为29％，对硫酸镁的截留率为94％，对PEG2000截留率为97.6％。
实施例8：
将4wt％聚乙烯醇Selvol 165在搅拌中加入水中，加热温度调为80℃，冷却后加入0.4wt％硫酸，再与配制的0.4wt％戊二醛水溶液混合均匀后放入小型狭缝挤出涂布机的料液槽中，将润湿过的聚砜基膜在涂布机上，控制涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀的涂敷在聚砜基膜上静置2min；然后将复合膜置于80℃的热处理装置中5min，即制得所述聚乙烯醇纳滤膜。所制得的纳滤膜对200ppmNaCl溶液截留率为26％，对硫酸镁的截留率为95％，对PEG2000截留率为98.1％。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种复合纳滤膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
聚乙烯醇溶液的制备：
将聚乙烯醇在1000-1200r/min的转速下搅拌加入水中，使其分散均匀，加热控温于80-90℃，使其完全溶解，待其冷却至室温后再加入0.2-0.5wt％的酸溶液作为催化剂，得到2-8wt％的聚乙烯醇的水溶液；
交联剂溶液的制备：
将0.2-0.5wt％的二元醛加入至水中，搅拌至其混合均匀，制得交联剂溶液；
复合纳滤膜的制备：
将聚乙烯醇溶液和交联剂溶液混合均匀后，置入料液槽中，所述料液槽为设有通过狭缝挤出涂布机结构的料液槽；
采用涂布机将聚乙烯醇和二元醛的混合溶液均匀地涂敷于截留分子量为40000-60000的聚砜基膜成为复合湿膜，将复合湿膜静置2-5min后，将复合膜置于60-80℃的热处理装置中3-5min，即形成复合纳滤膜；
所述聚乙烯醇为醇解度88％的Selvol 540、Selvol 523、Selvol 205以及醇解度99％的Selvol 125、Selvol 165中的一种或几种；
所述二元醛为戊二醛、乙二醛或者丙二醛；
在聚乙烯醇溶液的制备步骤中，所述酸溶液为盐酸、硫酸或者磷酸。
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