CN110732246A - 一种耐酸中空纤维纳滤膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐酸中空纤维纳滤膜及其制备方法,所述纳滤膜包括内层和外层,所述内层铸膜液由10~20wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和5~10wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述外层铸膜液由20~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~5wt%聚乙烯吡咯烷酮组成。本发明内层和外层的材料相同,纺丝过程中,外层铸膜液和内层铸膜液存在相互融合现象,外层铸膜液和内层铸膜液之间会相互混合,因此外层和内层之间的分界会减少,界面之间粘接良好,可进行长期反冲洗。
Description
技术领域
本发明涉及纳滤膜技术领域,尤其涉及一种耐酸中空纤维纳滤膜及其制备方法。
背景技术
现有的复合纳滤膜的抗氧化性和耐氯性质很差,在长期使用时出现性能衰减和寿命减少的问题。而中空纤维纳滤膜能够实现氧化性清洗剂的反冲洗,中空纤维膜可以做得很细,这样做成组件之后的中空纤维膜装填密度高,相同单位体积内纳滤膜的有效过滤面积更大,但是高强度的中空纤维膜往往通量很低,实际操作能耗较高。
中空纤维纳滤膜能够实现支撑层和分离层结构分别调控,有效降低制备膜所用的聚合物材料成本,而通过提高通量使操作能耗下降,但是中空纤维膜的内层和外层之间粘接性能差,在长期反冲洗和氧化剂处理时发生性能衰减,因此直接面向污水和饮用水处理的高性能中控纤维纳滤膜亟待开发。
目前已知一种双层中空纤维纳滤膜(申请号:200910306839.7),由具有纳孔结构的外层和具有指状孔结构的内层构成,利用共挤出方法得到初生双层膜,非溶剂致相分离法获得多孔膜。由于指状孔结构的内层孔径和孔隙率均较大,并且纳孔结构的外层厚度可减小到0.1~1μm,因此膜通量较大,但是内层和外层之间具有清晰界面分层,导致界面粘接性能不足,无法耐氧化性清洗剂长期反冲洗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种耐酸中空纤维纳滤膜及其制备方法,减少内层和外层的分界,提高纳滤膜的反冲洗能力。
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种可以处理酸性污水的纳滤膜, MgSO4的截留率高。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种耐酸中空纤维纳滤膜,包括内层和外层,所述内层由内层铸膜液制成并呈海绵体结构,所述外层由外层铸膜液制成并呈指状孔结构或空穴结构,所述内层铸膜液由10~20wt%聚醚砜、70~80 wt%二甲基乙酰胺和5~10wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述外层铸膜液由 20~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~5wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为8000~20000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为30000~50000。
作为上述方案的改进,所述内层铸膜液由11~18wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和7~10wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述外层铸膜液由22~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~4wt%聚乙烯吡咯烷酮组成。
作为上述方案的改进,内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为 10000~15000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000~47000。
作为上述方案的改进,所述内层的厚度为200~300μm,所述外层的厚度为 1~10μm。
相应地,本发明还提供了一种耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将10~20wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和5~10wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,搅拌均匀,静置脱泡,形成内层铸膜液;
将20~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~5wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,搅拌均匀,静置脱泡,形成外层脱膜液;
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜依次进入凝固池和清洗池,烘干后由绕丝装置收集。
作为上述方案的改进,所述芯液由70~80wt%二甲基乙酰胺和25~35wt%水组成;
步骤(2)中,经喷丝口喷出成管状液膜,经过10~25cm的空气间隙后进入凝固池。
作为上述方案的改进,步骤(1)中,内层铸膜液在50~60℃下搅拌均匀,静置脱泡10~12小时;外层铸膜液在60~70℃下搅拌均匀,静置脱泡10~12小时。
作为上述方案的改进,步骤(2)中,所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚电解质碱溶液,所述内凝固浴的溶液为水和二甲基乙酰胺;
所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为多元胺的水溶液,第二清洗池的溶液为多元酰氯的有机溶液。
作为上述方案的改进,所述聚电解质碱溶液是指聚电解质、碱混合后溶于水得到的水溶液;
所述聚电解质为聚甲基丙烯酸、聚乙烯磷酸或聚乙烯亚胺;所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾;
所述聚电解质碱溶液中,所述聚电解质的浓度为0.5~1g/L,所述碱的浓度为0.5~1g/L。
作为上述方案的改进,所述多元胺的水溶液为哌嗪水溶液、二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液;
所述多元酰氯的有机溶液为均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液;
所述哌嗪水溶液、二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液的质量浓度为 0.1-2%;
所述均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液的质量浓度为0.1-2%。
实施本发明,具有如下有益效果:
本发明纳滤膜的材料选用聚醚砜、二甲基乙酰胺和聚乙烯吡咯烷酮,不仅容易获得,还具有良好的耐酸性能,可以用于处理pH为3~7的酸性污水。
此外,本发明内层和外层的材料相同,纺丝过程中,外层铸膜液和内层铸膜液存在相互融合现象,外层铸膜液和内层铸膜液之间会相互混合,因此外层和内层之间的分界会减少,界面之间粘接良好,可进行长期反冲洗。
进一步地,本发明通过调整外层和内层各组分的配比,通过外层结构与内层结构相互配合,在提高纳滤膜强度的同时,保证了纳滤膜的纯水通量,同时使得纳滤膜的MgSO4截留率达到50%。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供的一种耐酸中空纤维纳滤膜,包括内层和外层,所述内层由内层铸膜液制成并呈海绵体结构,所述外层由外层铸膜液制成并呈指状孔结构或空穴结构,所述内层铸膜液由10~20wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和5~10 wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述外层铸膜液由20~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~5wt%聚乙烯吡咯烷酮组成。
优选的,所述内层铸膜液由11~18wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和 7~10wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述外层铸膜液由22~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~4wt%聚乙烯吡咯烷酮组成。
铸膜液的组成、制膜条件、凝胶浴温度及组成、成孔剂的组成这四方面共同影响膜的性能。
聚醚砜通常是非晶态聚合物,与聚砜相比,聚醚砜有更高的耐热性与刚性,在高温下有优良的抗蠕变性和尺寸稳定性。聚醚砜的机械性能在热塑性塑料中属于高者。聚醚砜对酸、碱等无机药品及溶剂有优良的耐药品性,但不能耐极性强的有机溶剂如酮类、酯类、卤代烃类、二甲基亚砜等。在高温下,这些有机溶剂会促使残留应力引发应力开裂。与聚砜相比,聚醚砜有更好的熔融加工性和较低的熔体粘度,成型收缩率小,尺寸稳定性好。
本发明选用二甲基乙酰胺作为溶剂,易于获得,成本低。
本发明选用聚乙烯吡咯烷酮作为成孔剂,其中成孔剂影响的是铸液膜体系的分相热力学和传质动力学,从而影响成膜过程,改变膜结构。聚乙烯吡咯烷酮作成孔剂时,会在膜的表面富集,当膜的表面和水接触时,聚乙烯吡咯烷酮就会溶解于水,形成非溶剂进入膜内部的通道,而这些点构成了指状孔的生长点,在随后的过程中向膜母体增长形成指状孔。
聚乙烯吡咯烷酮的用量比例会影响膜孔的形状、膜孔隙率和疏水性能。其中,聚乙烯吡咯烷酮的用量比例增高,会增加膜孔隙率,但降低了膜的强度和疏水性。
此外,聚乙烯吡咯烷酮的分子量大小对膜孔的形状、膜截留分子量等起着重要的影响。具体的,内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为8000~20000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为30000~50000。优选的,内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000~15000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000~47000。
进一步,内层和外层的厚度对各自膜层的形成起着重要的作用。具体的,所述内层的厚度为200~300μm,所述外层的厚度为1~10μm。优选的,所述内层的厚度为220~280μm,所述外层的厚度为1~5μm。
本发明内层铸膜液中聚醚砜的含量较低,内层铸膜液的粘度小,膜液流动性好,聚合物分子量小,聚合物分子链易移动,非溶剂-溶剂双扩散速率较快,膜断面结构较为疏松。
外层铸膜液中聚醚砜的含量较高,外层铸膜液的粘度大,大量大分子聚集,外层会变得致密,外层指状孔附近的孔径较小,孔隙率、分离孔径和纯水通量降低,而抗断裂能力明显提高。
本发明外层铸膜液中的聚醚砜含量高于内层铸膜液,外层指状孔结构与内层过渡部分孔径出现了梯度变化,断面结构发生了显著变化,指状孔结构逐渐消失,出现了大空穴结构,指状孔附近区域的孔径大小显著增大,孔隙率、分离孔径和纯水通量随之增大。
需要说明的是,本发明外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量大于内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量,这样可以提高外层的抗断裂能力。此外,本发明外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的含量大于内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的含量,这样可以增加外层的膜孔隙率。
相应地,本发明还提供了一种耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)将11~18wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和7~10wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,搅拌均匀,静置脱泡,形成内层铸膜液;将20~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~5wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,搅拌均匀,静置脱泡,形成外层脱膜液。
优选的,内层铸膜液在50~60℃下搅拌均匀,静置脱泡10~12小时;外层铸膜液在60~70℃下搅拌均匀,静置脱泡10~12小时。
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜依次进入凝固池和清洗池,烘干后由绕丝装置收集。
所述芯液由70~80wt%二甲基乙酰胺和25~35wt%水组成。经喷丝口喷出成管状液膜,经过10~25cm的空气间隙后进入凝固池,所述凝固池的温度为 30~50℃。
所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚电解质碱溶液,所述内凝固浴的溶液为水和二甲基乙酰胺;所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为多元胺的水溶液,第二清洗池的溶液为多元酰氯的有机溶液。
具体的,所述聚电解质碱溶液是指聚电解质、碱混合后溶于水得到的水溶液;所述聚电解质为聚甲基丙烯酸、聚乙烯磷酸或聚乙烯亚胺;所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾;所述聚电解质碱溶液中,所述聚电解质的浓度为0.5~1g/L,所述碱的浓度为0.5~1g/L。
所述多元胺的水溶液为哌嗪水溶液、二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液;所述多元酰氯的有机溶液为均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液。所述哌嗪水溶液、二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液的质量浓度为0.1-2%;所述均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液的质量浓度为0.1-2%。
本发明的方法采用聚电解质碱溶液作为外凝固浴的介质,由于聚电解质碱溶液的表面活性特点,与本发明中空纤维纳滤膜的基质相聚醚砜具有良好的亲和性,可在双扩散过程中迅速在纳滤膜表面形成具有一定深度的均匀过渡层,而该过渡层在与多元胺的水溶液接触后有利于多元胺水溶液迅速均匀分布于纳滤膜表面,从而有效避免因中空纤维膜丝圆柱面的存在而导致的多元胺有效成分难于在膜丝表面充分均匀分布的问题,有利于多元胺与后续多元酰氯有机溶液发生化学反应形成均匀的纳滤功能层。
此外,本发明聚电解质碱溶液在多元胺与多元酰氯发生化学反应的过程中可起到质子吸收剂的作用,从而加速多元胺与多元酰氯的反应进程,有利于二者界面聚合反应的充分快速进行。这样既省去了常规方法需要对膜表面进行充分干燥的复杂程序,工艺过程连续,制备周期短,提高了纳滤膜的制备效率,同时,界面聚合反应的充分进行也有利于减少纳滤功能层的缺陷。
进一步地,由于聚电解质碱溶液在界面聚合过程中不直接与多元酰氯接触,可充分减少常规质子吸收剂与多元酰氯发生副反应的问题,提高了单体的有效利用率。
本发明采用非溶剂致相分离法,将外层铸膜液、内层铸膜液和芯液一起通过三通喷头同时挤出,形成耐酸中空纤维纳滤膜,由于外层铸膜液中的聚醚砜含量高于内层铸膜液,因此,外层指状孔结构与内层部分孔径出现了梯度变化。
纺丝过程中,外层铸膜液和内层铸膜液存在相互融合现象,由于外层铸膜液和内层铸膜液的组分相同,外层铸膜液和内层铸膜液之间会相互混合,因此外层和内层之间的分界会减少,界面之间粘接良好,可进行长期反冲洗。
下面将以具体实施例来进一步阐述本发明
实施例1
(1)将15wt%聚醚砜、78wt%二甲基乙酰胺和7wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在50℃下搅拌均匀,静置脱泡12h,形成内层铸膜液;将23wt%聚醚砜、75wt%二甲基乙酰胺和2wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在60℃下搅拌均匀,静置脱泡11h,形成外层脱膜液;内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为 8000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为30000;
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜经过 13cm的空气间隙后进入凝固池;
所述芯液由65wt%二甲基乙酰胺和35wt%水组成;
所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚甲基丙烯酸、氢氧化钠和水的混合物溶液,所述聚甲基丙烯酸的浓度为0.5g/L,所述氢氧化钠的浓度为0.8g/L;所述内凝固浴由65wt%二甲基乙酰胺和35wt%水组成;
所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为哌嗪水溶液,第二清洗池的溶液为均苯三甲酰氯的环己烷溶液,哌嗪水溶液的浓度为0.1 g/L,均苯三甲酰氯的环己烷浓度为0.8g/L。
实施例2
(1)将12wt%聚醚砜、80wt%二甲基乙酰胺和8wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在55℃下搅拌均匀,静置脱泡11h,形成内层铸膜液;将20wt%聚醚砜、77wt%二甲基乙酰胺和3wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在63℃下搅拌均匀,静置脱泡10h,形成外层脱膜液;内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为12000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为35000;
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜经过 10cm的空气间隙后进入凝固池;
所述芯液由70wt%二甲基乙酰胺和30wt%水组成;
所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚乙烯磷酸、氢氧化钠和水的混合物溶液,所述聚乙烯磷酸的浓度为0.8g/L,所述氢氧化钠的浓度为0.6g/L;所述内凝固浴由70wt%二甲基乙酰胺和30wt%水组成;
所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为二乙烯三胺水溶液,第二清洗池的溶液为均苯三甲酰氯的正己烷溶液,二乙烯三胺水溶液的浓度为0.5g/L,均苯三甲酰氯的正己烷浓度为0.3g/L。
实施例3
(1)将17wt%聚醚砜、78wt%二甲基乙酰胺和5wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在55℃下搅拌均匀,静置脱泡11h,形成内层铸膜液;将25wt%聚醚砜、70wt%二甲基乙酰胺和5wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在65℃下搅拌均匀,静置脱泡12h,形成外层脱膜液;内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为 15000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000;
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜经过 20cm的空气间隙后进入凝固池;
所述芯液由75wt%二甲基乙酰胺和25wt%水组成;
所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚乙烯亚胺、氢氧化钾和水的混合物溶液,所述聚甲基丙烯酸的浓度为0.8g/L,所述氢氧化钾的浓度为1.0g/L;所述内凝固浴由75wt%二甲基乙酰胺和25wt%水组成;
所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为哌嗪水溶液,第二清洗池的溶液为均苯三甲酰氯的正己烷溶液,哌嗪水溶液的浓度为1.5 g/L,均苯三甲酰氯的正己烷浓度为1.2g/L。
实施例4
(1)将20wt%聚醚砜、74wt%二甲基乙酰胺和6wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在60℃下搅拌均匀,静置脱泡10h,形成内层铸膜液;将20wt%聚醚砜、78wt%二甲基乙酰胺和2wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在65℃下搅拌均匀,静置脱泡11h,形成外层脱膜液;内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为 18000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为45000;
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜经过 25cm的空气间隙后进入凝固池;
所述芯液由80wt%二甲基乙酰胺和20wt%水组成;
所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚乙烯亚胺、氢氧化钠和水的混合物溶液,所述聚乙烯亚胺的浓度为1.0g/L,所述氢氧化钠的浓度为0.6g/L;所述内凝固浴由80wt%二甲基乙酰胺和20wt%水组成;
所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为二乙烯三胺水溶液,第二清洗池的溶液为均苯三甲酰氯的环己烷溶液,二乙烯三胺水溶液的浓度为2g/L,均苯三甲酰氯的浓度为1.5g/L。
实施例5
(1)将10wt%聚醚砜、80wt%二甲基乙酰胺和10wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在60℃下搅拌均匀,静置脱泡10h,形成内层铸膜液;将24wt%聚醚砜、73wt%二甲基乙酰胺和3wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,在70℃下搅拌均匀,静置脱泡10h,形成外层脱膜液;内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为 20000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为50000;
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜经过 15cm的空气间隙后进入凝固池;
所述芯液由70wt%二甲基乙酰胺和30wt%水组成;
所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚甲基丙烯酸、氢氧化钠和水的混合物溶液,所述聚甲基丙烯酸的浓度为1.0g/L,所述氢氧化钠的浓度为1.0g/L;所述内凝固浴由70wt%二甲基乙酰胺和30wt%水组成;
所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为哌嗪水溶液,第二清洗池的溶液为均苯三甲酰氯的环己烷溶液,哌嗪水溶液的浓度为0.5 g/L,均苯三甲酰氯的浓度为0.1g/L。
表1是实施例1至5所得中空纤维纳滤膜的性能列表,具体如下:
项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
内层厚度(μm) | 200 | 250 | 280 | 230 | 300 |
外层厚度(μm) | 10 | 2 | 8 | 3 | 5 |
纯水通量(L/(m<sup>2</sup>·h)) | 550 | 530 | 540 | 550 | 500 |
MgSO<sub>4</sub>截留率(%) | 50.8 | 61.2 | 58.3 | 60.4 | 52.4 |
衰减率(%) | 4 | 4 | 3 | 4 | 3 |
拉伸强度(MPa) | 38 | 38 | 38 | 39 | 39 |
反冲洗压力(MPa) | 0.8 | 0.8 | 0.9 | 0.8 | 0.9 |
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种耐酸中空纤维纳滤膜,其特征在于,包括内层和外层,所述内层铸膜液由10~20wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和5~10wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述外层铸膜液由20~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~5wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为8000~20000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为30000~50000。
2.如权利要求1所述的耐酸中空纤维纳滤膜,其特征在于,所述内层铸膜液由11~18wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和7~10wt%聚乙烯吡咯烷酮组成,所述外层铸膜液由22~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~4wt%聚乙烯吡咯烷酮组成。
3.如权利要求1或2所述的耐酸中空纤维纳滤膜,其特征在于,内层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000~15000,外层铸膜液中聚乙烯吡咯烷酮的分子量为40000~47000。
4.如权利要求1所述的耐酸中空纤维纳滤膜,其特征在于,所述内层的厚度为200~300μm,所述外层的厚度为1~10μm。
5.一种如权利要求1~4任一项所述耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将10~20wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和5~10wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,搅拌均匀,静置脱泡,形成内层铸膜液;
将20~25wt%聚醚砜、70~80wt%二甲基乙酰胺和2~5wt%聚乙烯吡咯烷酮放入容器中,搅拌均匀,静置脱泡,形成外层脱膜液;
(2)将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通喷丝头的芯液通道、外层铸膜液通道和内层铸膜液通道,经喷丝口喷出成管状液膜,管状液膜依次进入凝固池和清洗池,烘干后由绕丝装置收集。
6.如权利要求5所述的耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述芯液由70~80wt%二甲基乙酰胺和25~35wt%水组成;
步骤(2)中,经喷丝口喷出成管状液膜,经过10~25cm的空气间隙后进入凝固池。
7.如权利要求5所述的耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,内层铸膜液在50~60℃下搅拌均匀,静置脱泡10~12小时;外层铸膜液在60~70℃下搅拌均匀,静置脱泡10~12小时。
8.如权利要求5所述的耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述凝固池包括外凝固浴和内凝固浴,所述外凝固浴的溶液为聚电解质碱溶液,所述内凝固浴的溶液为水和二甲基乙酰胺;
所述清洗池包括第一清洗池和第二清洗池,第一清洗池的溶液为多元胺的水溶液,第二清洗池的溶液为多元酰氯的有机溶液。
9.权利要求8所述的耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述聚电解质碱溶液是指聚电解质、碱混合后溶于水得到的水溶液;
所述聚电解质为聚甲基丙烯酸、聚乙烯磷酸或聚乙烯亚胺;所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾;
所述聚电解质碱溶液中,所述聚电解质的浓度为0.5~1g/L,所述碱的浓度为0.5~1g/L。
10.权利要求8所述的耐酸中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于,所述多元胺的水溶液为哌嗪水溶液、二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液;
所述多元酰氯的有机溶液为均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液;
所述哌嗪水溶液、二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液的质量浓度为0.1-2%;
所述均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液的质量浓度为0.1-2%。
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