CN109647201A - 超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纳滤膜制备领域，具体涉及一种超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，包括下述步骤：将中空纤维超滤基膜浸没于水相中超声震荡1‑2s，取出晾干后，再浸没于有机相中10‑60s，取出后置于80‑130℃的烘箱中进行热处理0.5‑10min，即得所需产品；其中所述的水相包括多元胺、质子吸收剂以及水；所述的有机相包括多元酰氯以及正己烷。所述的多元胺的浓度为1‑3％(w/w)，质子吸收剂的浓度为0.5‑5％(w/w)；本技术在连续化制备中空纤维纳滤膜过程中，可将水相浸润时间缩短80％，同时不影响膜丝性能，大幅降低中空纤维纳滤膜连续化纺制的成本，提高生产效率。

Description

超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法
技术领域
本发明属于纳滤膜制备领域，具体涉及一种超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法。
背景技术
连续化纺制外压型中空纤维纳滤膜过程中，由于受到设备长度、场地等限制，界面聚合水相浸润时间受到限制，导致水相浸润不充分，得到的纳滤膜产水量、脱盐率产水不同程度下降。
发明内容
本发明的目的在于克服连续化生产中空纤维纳滤膜过程中，由于浸润不充分造成膜性能下降的问题，提供一种超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，包括下述步骤：
将超滤基膜浸没于水相超声震荡1-10s，优选的，将超滤基膜浸没于水相超声震荡1-2s；取出晾干后，再浸没于有机相中10-60s，取出后置于80-130℃的烘箱中进行热处理0.5-10min，即得所需产品；
其中所述的水相包括多元胺、质子吸收剂以及水；所述的有机相包括多元酰氯以及正己烷。
所述的超滤基膜为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯中的一种。
所述的质子吸收剂为有机碱或者无机碱。所述的质子吸收剂为氢氧化钠，磷酸钠，三乙胺，4-二甲氨基吡啶中的一种或者多种混合。
所述的多元胺的浓度为1-3％(w/w)，质子吸收剂的浓度为0.5-5％(w/w)；
所述的多元酰氯的浓度为0.05～0.2％(w/w)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的关键技术。一直以来，以连续化的方式生产中空纤维纳滤膜是膜技术领域的重大难题，而这是中空纤维产业化的关键一步。而在连续化生产过程中，由于受到设备、场地等实际因素的影响，制备过程中的关键参数不能满足要求，故开发一系列关键技术以实现外压型中空纤维的连续化生产。本发明即使其中之一：在连续化制备中空纤维纳滤膜过程中，采用超声辅助技术，可将水相浸润时间缩短80％，同时不影响膜丝性能，大幅降低中空纤维纳滤膜连续化纺制的成本，提高生产效率。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
一种超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，包括下述步骤：
将中空纤维超滤基膜浸没于水相超声震荡1-10s，(超声换能器置于膜丝正下方,下同)取出晾干后，再浸没于有机相中10-60s，取出后置于80-130℃的烘箱中进行热处理0.5-10mins，即得所需产品；其中所述的水相包括多元胺、质子吸收剂以及水；所述的有机相包括多元酰氯以及正己烷。
所述的中空纤维超滤基膜为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯中的一种。所述的质子吸收剂为有机碱或者无机碱。
所述的多元胺的浓度为1-3％(w/w)，质子吸收剂的浓度为0.5-5％(w/w)；
所述的多元酰氯的浓度为0.05～0.2％(w/w)。
实施例1：
水相：2g哌嗪(有机胺)，0.5g三乙胺(质子吸收剂)，100g去离子水。
有机相：0.1g均苯三甲酰氯(多元酰氯)，100g正己烷(有机溶剂)。
界面聚合过程：将超滤基膜浸没于水相超声震荡1s，取出自然晾干10min。再将其浸没与有机相中10s。取出1min后，放入80℃烘箱中30s，即得中空纤维纳滤膜产品，浸没于去离子水中待测。
实施例2:
水相：2g哌嗪，0.1gNaOH(质子吸收剂)，100g去离子水。
有机相：0.1g均苯三甲酰氯，100g正己烷。
界面聚合过程：将超滤基膜浸没于水相超声震荡1s，取出自然晾干10min。再将其浸没与有机相中10s。取出1min后，放入80℃烘箱中30s，即得中空纤维纳滤膜产品，浸没于去离子水中待测。
实施例3:
A相：2g哌嗪，0.5g三乙胺，100份去离子水。
B相：0.1g均苯三甲酰氯，100g正己烷。
界面聚合过程：将超滤基膜浸没于水相超声震荡2s，取出自然晾干10min。再将其浸没与有机相中10s。取出1min后，放入80℃烘箱中30s，即得中空纤维纳滤膜产品，浸没于去离子水中待测。
实施例4：实施例4与实施例1相同，区别仅在于，中空纤维超滤基膜浸没于水相超声震荡10s。
对比例1：对比例1与实施例1相同，将超滤基膜浸没于水相2s。
对比例2:对比例2与实施例1相同，将超滤基膜浸没于水相10s。
纳滤膜分离性能测试方法。
测试液：分别采用2000mg/L氯化钠(NaCl)溶液与2000mg/L硫酸镁(MgSO4)溶液测试。
运行参数：采用纳滤膜评价仪进行测试，压力0.5MPa，25℃，pH＝7.0，回收率15％。
计算公式：
截留率R＝(CI-CO)/CI*100％，其中CI为进水电导，CO为出水电导；
通量F＝V/(A*T)，其中V是产水体积，A为膜面积，T为测量时间。
表1为纳滤膜分离性能对比；
表1
通量(LMH) NaCl(％) MgSO<sub>4</sub>(％)
实施例1 38 31 81
实施例2 36 37 84
实施例3 45 32 85
实施例4 37 35 86
对比例1 31 27 78
对比例2 43 36 84
结论：使用超声换能器促进水相向中空纤维基膜的扩散1-2s(实施例1-3)，可使膜丝性能达到与不使用超声浸润10s(对比例2)相当的指标。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，其特征在于，包括下述步骤：
将中空纤维超滤基膜浸没于水相超声震荡1-10s，取出晾干后，再浸没于有机相中10-60s，取出后置于80-100℃的烘箱中进行热处理0.5-10min，即得所需产品；
其中所述的水相包括多元胺、质子吸收剂以及水；所述的有机相包括多元酰氯以及正己烷。
2.根据权利要求1所述的超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，其特征在于，所述的超滤基膜为聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯中的一种。
3.根据权利要求1所述的超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，其特征在于，将中空纤维超滤基膜浸没于水相超声震荡时间为1-2s。
4.根据权利要求1所述的超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，其特征在于，所述的质子吸收剂为有机碱或者无机碱。
5.根据权利要求1所述的超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，其特征在于，所述的质子吸收剂为氢氧化钠，磷酸钠，三乙胺，4-二甲氨基吡啶中的一种或者多种混合。
6.根据权利要求1所述的超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，其特征在于，所述的多元胺的浓度为1-3％(w/w)，质子吸收剂的浓度为0.5-5％(w/w)。
7.根据权利要求1所述的超声辅助界面聚合连续化生产外压型中空纤维纳滤膜的方法，其特征在于，所述的多元酰氯的浓度为0.05-0.2％(w/w)。
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