CN117619167A - 一种管式复合纳滤膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管式复合纳滤膜,包括膜体,所述膜体为管状结构,所述膜体包括辅助层一、连接层和基膜层,本发明中,利用盐酸调节溶液的pH,改变溶液的酸碱性,经过调节后的溶液可配制缓冲液,利用缓冲液对氧化铝膜管进行处理,使氧化铝膜管进行避光浸泡,形成辅助层二,实现对复合纳滤膜内侧的包裹和保护,从而保证纳滤膜对盐溶液的截留率,实现对溶液的有效过滤,利用辅助层一和聚合层的共同作用,可提高复合纳滤膜的使用性能,降低碱性浸泡液对纳滤膜的使用干扰,从而保证纳滤膜使用时对纯水的通量和对离子的截留率,进而保证纳滤膜的使用性能,提高复合纳滤膜在使用时的分离效果。

Description

一种管式复合纳滤膜
技术领域
本发明涉及纳滤膜技术领域,具体为一种管式复合纳滤膜。
背景技术
高分子膜以有机高分子聚合物为材料制成的薄膜。随着石油工业和科技的发展,高分子膜的应用领域不断扩大,由最初的包装膜发展到了智能高分子膜、高分子功能膜等。其中用量最大的是选择性分离膜,如离子交换膜、微孔过滤膜、超过滤膜、液膜、纳滤膜等,其中纳滤膜的孔径在1nm以上,一般1-2nm,是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。
现有技术中,如中国专利CN104548975B公开了一种管式复合纳滤膜,包括支撑层、基膜层、界面聚合层及保护层构成的四层功能层,以聚醚砜和无机纳米材料共混改性有管式超滤膜基膜,以六水合哌嗪为水相溶液,与均苯三甲酰氯正已烷溶液界面聚合反应成管式聚酰胺复合纳滤膜。
上述专利中,虽然通过截面聚合层和保护层解决了复合纳滤膜需要多级组合,使用成本高的问题,但是纳滤膜在使用时,在碱性溶液中浸泡使用时,容易受到干扰,稳定性降低,其界面聚合层容易受到影响,从而降低截留率和分离效果,影响纳滤膜的整体使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管式复合纳滤膜,以解决上述背景技术提出的在碱性溶液中浸泡使用时,容易受到干扰,稳定性降低,其界面聚合层容易受到影响,从而降低截留率和分离效果,影响纳滤膜的整体使用的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种管式复合纳滤膜,包括膜体,所述膜体为管状结构,所述膜体包括辅助层一、连接层和基膜层,所述辅助层一一侧复合有聚合层,所述聚合层一侧与连接层复合,且所述连接层一侧与基膜层复合。
优选的,所述基膜层一侧复合有支撑层,所述支撑层一侧复合有辅助层二。
优选的,所述辅助层一为聚磺酰胺膜,所述聚合层为聚酰胺复合纳滤膜,所述连接层采用无纺布制成。
优选的,所述基膜层为聚偏二氟乙烯纳滤膜,所述辅助层二为氧化铝涂层制成。
优选的,所述连接层两侧分别固定连接有辅助条一和辅助条二,所述辅助条一一侧与聚合层卡合连接,所述辅助条二一侧与基膜层卡合连接。
优选的,还包括以下制备步骤:
S1、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,制成溶液,利用水浴加热和盐酸调节溶液的pH值至8.5,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15-20小时,然后取出;
S2、复合膜制备:对基膜层和支撑层进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层,将超滤膜管浸入水相5-7小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层,在聚合层表面复合辅助层一;
S3、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率。
优选的,在步骤S1中,水浴加热的温度为15-25℃,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5-8次,调节烘箱温度,使温度保持在55-60℃,将膜管在烘箱内干燥1.5-2小时。
优选的,在步骤S2中,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒3-5小时,然后再次放入去离子水中存储。
优选的,在步骤S3中,在测试前,设置室温为20-25℃,压力为0.5MPa,膜面流速为1.4m/s,其中膜通量的计算公式为:
其中,V为透过液体积,S为膜样本的有效膜面积,t为液体的透过时间,S的取值为55-65㎝2
优选的,在步骤S3中,利用扫描显微镜对纳滤膜样本的表面和断面进行测试,然后再利用电位仪对膜表面的电荷密度进行表征。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明中,通过水浴加热可控制溶液的反应温度,利用盐酸调节溶液的pH,改变溶液的酸碱性,经过调节后的溶液可配制缓冲液,利用缓冲液对氧化铝膜管进行处理,使氧化铝膜管进行避光浸泡,形成辅助层二,实现对复合纳滤膜内侧的包裹和保护,从而保证纳滤膜对盐溶液的截留率,实现对溶液的有效过滤,利用吹风机可吹干超滤膜表面的水分,可减少水分对超滤膜管界面聚合反应的干扰,从而辅助聚合层的快速成型,利用连接层两侧的辅助条一和辅助条可增加连接层与聚合层和基膜层连接的紧密程度,辅助层一复合在聚合层表面,可对聚合层外部进行包裹保护,减少聚合层表面的损伤,从而延长聚合层的使用寿命,利用辅助层一和聚合层的共同作用,可提高复合纳滤膜的使用性能,降低碱性浸泡液对纳滤膜的干扰,从而保证纳滤膜使用时对纯水的通量和对离子的截留率,进而保证纳滤膜的使用性能,提高复合纳滤膜在使用时的分离效果。
附图说明
图1为本发明一种管式复合纳滤膜的膜体结构示意图;
图2为本发明一种管式复合纳滤膜的膜体板结构截面示意图;
图3为本发明一种管式复合纳滤膜的聚合层结构示意图;
图4为本发明一种管式复合纳滤膜的辅助条一结构示意图;
图5为本发明一种管式复合纳滤膜的制备方法流程图。
图中:
1、膜体;101、辅助层一;102、聚合层;103、连接层;104、基膜层;105、支撑层;106、辅助层二;2、辅助条一;3、辅助条二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
参照图1-5所示:一种管式复合纳滤膜,包括膜体1,膜体1为管状结构,膜体1包括辅助层一101、连接层103和基膜层104,辅助层一101一侧复合有聚合层102,聚合层102一侧与连接层103复合,且连接层103一侧与基膜层104复合。
基膜层104一侧复合有支撑层105,支撑层105一侧复合有辅助层二106。
辅助层一101为聚磺酰胺膜,聚合层102为聚酰胺复合纳滤膜,连接层103采用无纺布制成。
基膜层104为聚偏二氟乙烯纳滤膜,辅助层二106为氧化铝涂层制成。
连接层103两侧分别固定连接有辅助条一2和辅助条二3,辅助条一2一侧与聚合层102卡合连接,辅助条二3一侧与基膜层104卡合连接。
还包括以下制备步骤:
步骤一、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,制成溶液,利用水浴加热和盐酸调节溶液的pH值至8.5,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15小时,然后取出,水浴加热的温度为15℃,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5次,调节烘箱温度,使温度保持在55℃,将膜管在烘箱内干燥1.5小时;
步骤二、复合膜制备:对基膜层104和支撑层105进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层103,将超滤膜管浸入水相5小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层102,在聚合层102表面复合辅助层一101,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒3小时,然后再次放入去离子水中存储;
步骤三、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率;
在测试前,设置室温为20℃,压力为0.5MPa,膜面流速为1.4m/s,其中膜通量的计算公式为:
其中,V为透过液体积,S为膜样本的有效膜面积,t为液体的透过时间,S的取值为55㎝2
利用扫描显微镜对纳滤膜样本的表面和断面进行测试,然后再利用电位仪对膜表面的电荷密度进行表征。
实施例二
请参照图1-图5所示,一种管式复合纳滤膜,包括膜体1,膜体1为管状结构,膜体1包括辅助层一101、连接层103和基膜层104,辅助层一101一侧复合有聚合层102,聚合层102一侧与连接层103复合,且连接层103一侧与基膜层104复合。
基膜层104一侧复合有支撑层105,支撑层105一侧复合有辅助层二106。
辅助层一101为聚磺酰胺膜,聚合层102为聚酰胺复合纳滤膜,连接层103采用无纺布制成。
基膜层104为聚偏二氟乙烯纳滤膜,辅助层二106为氧化铝涂层制成。
连接层103两侧分别固定连接有辅助条一2和辅助条二3,辅助条一2一侧与聚合层102卡合连接,辅助条二3一侧与基膜层104卡合连接。
还包括以下制备步骤:
步骤一、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,制成溶液,利用水浴加热和盐酸调节溶液的pH值至8.5,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15小时,然后取出,水浴加热的温度为15℃,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5次,调节烘箱温度,使温度保持在60℃,将膜管在烘箱内干燥2小时;
步骤二、复合膜制备:对基膜层104进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层103,将超滤膜管浸入水相6小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层102,在聚合层102表面复合辅助层一101,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒4小时,然后再次放入去离子水中存储;
步骤三、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率;
在测试前,设置室温为20℃,压力为0.5MPa,膜面流速为1.4m/s,其中膜通量的计算公式为:
其中,V为透过液体积,S为膜样本的有效膜面积,t为液体的透过时间,S的取值为60㎝2
利用扫描显微镜对纳滤膜样本的表面和断面进行测试,然后再利用电位仪对膜表面的电荷密度进行表征。
实施例三
请参照图1-图5所示,一种管式复合纳滤膜,包括膜体1,膜体1为管状结构,膜体1包括辅助层一101、连接层103和基膜层104,辅助层一101一侧复合有聚合层102,聚合层102一侧与连接层103复合,且连接层103一侧与基膜层104复合。
基膜层104一侧复合有支撑层105,支撑层105一侧复合有辅助层二106。
辅助层一101为聚磺酰胺膜,聚合层102为聚酰胺复合纳滤膜,连接层103采用无纺布制成。
基膜层104为聚偏二氟乙烯纳滤膜,辅助层二106为氧化铝涂层制成。
连接层103两侧分别固定连接有辅助条一2和辅助条二3,辅助条一2一侧与聚合层102卡合连接,辅助条二3一侧与基膜层104卡合连接。
还包括以下制备步骤:
步骤一、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,制成溶液,利用水浴加热和盐酸调节溶液的pH值至8.5,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15小时,然后取出,水浴加热的温度为20℃,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5次,调节烘箱温度,使温度保持在60℃,将膜管在烘箱内干燥2小时;
步骤二、复合膜制备:对基膜层104进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层103,将超滤膜管浸入水相7小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层102,在聚合层102表面复合辅助层一101,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒5小时,然后再次放入去离子水中存储;
步骤三、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率;
在测试前,设置室温为25℃,压力为0.5MPa,膜面流速为1.4m/s,其中膜通量的计算公式为:
其中,V为透过液体积,S为膜样本的有效膜面积,t为液体的透过时间,S的取值为65㎝2
利用扫描显微镜对纳滤膜样本的表面和断面进行测试,然后再利用电位仪对膜表面的电荷密度进行表征。
对比例1
请参照图1-图5所示,一种管式复合纳滤膜,包括膜体1,膜体1为管状结构,膜体1包括辅助层一101、连接层103和基膜层104,辅助层一101一侧复合有聚合层102,聚合层102一侧与连接层103复合,且连接层103一侧与基膜层104复合。
基膜层104一侧复合有支撑层105,支撑层105一侧复合有辅助层二106。
辅助层一101为聚磺酰胺膜,聚合层102为聚酰胺复合纳滤膜,连接层103采用无纺布制成。
基膜层104为聚偏二氟乙烯纳滤膜,辅助层二106为氧化铝涂层制成。
连接层103两侧分别固定连接有辅助条一2和辅助条二3,辅助条一2一侧与聚合层102卡合连接,辅助条二3一侧与基膜层104卡合连接。
还包括以下制备步骤:
步骤一、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,制成溶液,利用盐酸调节溶液的pH值至8.5,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15小时,然后取出,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5次,调节烘箱温度,使温度保持在60℃,将膜管在烘箱内干燥2小时;
步骤二、复合膜制备:对基膜层104进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层103,将超滤膜管浸入水相7小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层102,在聚合层102表面复合辅助层一101,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒5小时,然后再次放入去离子水中存储;
步骤三、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率。
其主要区别在于:在步骤一中,未对溶液进行水浴加热处理。
对比例2
请参照图1-图5所示,一种管式复合纳滤膜,包括膜体1,膜体1为管状结构,膜体1包括辅助层一101、连接层103和基膜层104,辅助层一101一侧复合有聚合层102,聚合层102一侧与连接层103复合,且连接层103一侧与基膜层104复合。
基膜层104一侧复合有支撑层105,支撑层105一侧复合有辅助层二106。
辅助层一101为聚磺酰胺膜,聚合层102为聚酰胺复合纳滤膜,连接层103采用无纺布制成。
基膜层104为聚偏二氟乙烯纳滤膜,辅助层二106为氧化铝涂层制成。
连接层103两侧分别固定连接有辅助条一2和辅助条二3,辅助条一2一侧与聚合层102卡合连接,辅助条二3一侧与基膜层104卡合连接。
还包括以下制备步骤:
步骤一、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,利用水浴制成溶液,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15小时,然后取出,水浴加热的温度为20℃,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5次,调节烘箱温度,使温度保持在60℃,将膜管在烘箱内干燥2小时;
步骤二、复合膜制备:对基膜层104进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层103,将超滤膜管浸入水相7小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层102,在聚合层102表面复合辅助层一101,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒5小时,然后再次放入去离子水中存储;
步骤三、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率。
其主要区别在于:在步骤一中,未对溶液的pH值进行调节。
对比例3
请参照图1-图5所示,一种管式复合纳滤膜,包括膜体1,膜体1为管状结构,膜体1包括辅助层一101、连接层103和基膜层104,辅助层一101一侧复合有聚合层102,聚合层102一侧与连接层103复合,且连接层103一侧与基膜层104复合。
基膜层104一侧复合有支撑层105,支撑层105一侧复合有辅助层二106。
辅助层一101为聚磺酰胺膜,聚合层102为聚酰胺复合纳滤膜,连接层103采用无纺布制成。
基膜层104为聚偏二氟乙烯纳滤膜,辅助层二106为氧化铝涂层制成。
连接层103两侧分别固定连接有辅助条一2和辅助条二3,辅助条一2一侧与聚合层102卡合连接,辅助条二3一侧与基膜层104卡合连接。
还包括以下制备步骤:
步骤一、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,制成溶液,利用水浴加热和盐酸调节溶液的pH值至8.5,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15小时,然后取出,水浴加热的温度为20℃,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5次,调节烘箱温度,使温度保持在60℃,将膜管在烘箱内干燥2小时;
步骤二、复合膜制备:对基膜层104进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层103,将超滤膜管浸入水相7小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层102,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒5小时,然后再次放入去离子水中存储;
步骤三、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率
其主要区别在于:在步骤二中,未对聚合层102表面复合辅助层一101。
测试试验:
将通过实施例一、二和三所制备的管式复合纳滤膜记作实例组1~3,将通过对比例1~3所制备的管式复合纳滤膜记作对比组1~3,对实例组1~3和对比组1~3的管式复合纳滤膜的通量、截留率、截留分子量分别进行测试,记录相关试验数据于表1。
表1:试验数据记录表
组别 通量(L/(m2·h)) 截留率(%) 截留分子量(103)
实例1组 0.60 73.5 16
实例2组 0.65 77.8 25
实例3组 0.70 80.1 45
对比1组 0.3 47.7 1.8
对比2组 0.1 45.5 1.1
对比3组 0.06 42.7 0.9
由表1可知,通过实施例一、二和三所制备的管式复合纳滤膜的通量≥0.6L/(m2·h),截留率均大于73.4%,截留分子量均大于15%,因此通过实施例一、二和三的制备方法,所制备的管式复合纳滤膜,可以有效提高管式复合纳滤膜的纯水通量,提高管式复合纳滤膜的截留率和截留分子量。
利用电位仪对管式复合纳滤膜表面的电荷密度进行表征,对实施例一、二和三所制备的管式复合纳滤膜分别在MgSO4浓度为65%、85%和96%状态下的表面电位进行检测,记录相关测量数据于表2:
表2:测量数据记录表
由表2可知,膜表面的负电荷基团是由未参加反应的酰氯基团水解产生的,三组数据分别在pH为5、7和8.5时的测量值,当MgSO4浓度高到低,其有机相中TMC含量逐渐增加,形成的复合膜表面未参加反应的酰氯基团逐渐增多,因此带负电荷基团的数量越多,膜表面电荷密度越大,电位的绝对值越大。
本发明中,通过水浴加热控制溶液温度为20℃,利用盐酸调节溶液的pH到8.5,经过调节后的溶液可配制缓冲液,利用缓冲液对氧化铝膜管进行处理,使氧化铝膜管进行避光浸泡,形成辅助层二106,实现对复合纳滤膜内侧的包裹和保护,利用吹风机可吹干超滤膜表面的水分,可减少水分对超滤膜管界面聚合反应的干扰,从而辅助聚合层102的快速成型,利用连接层103两侧的辅助条一2和辅助条3可增加连接层103与聚合层102和基膜层104连接的紧密程度,基膜层104采用聚偏二氟乙烯制成,具有防霉菌性和高耐磨性,其热稳定性好,可减少纳滤膜的使用干扰,耐冲击,不易损伤,从而可为整个纳滤膜进行支撑和保护,辅助层一101复合在聚合层102表面,可对聚合层102外部进行包裹保护,减少聚合层102的损伤,从而延长聚合层102的使用寿命,利用辅助层一101和聚合层102的共同作用,可提高复合纳滤膜的使用性能,降低碱性浸泡液对纳滤膜的干扰,从而保证纳滤膜使用时对纯水的通量和对离子的截留率,进而保证纳滤膜的使用性能,提高复合纳滤膜在使用时的分离效果。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管式复合纳滤膜,包括膜体(1),所述膜体(1)为管状结构,其特征在于:所述膜体(1)包括辅助层一(101)、连接层(103)和基膜层(104),所述辅助层一(101)一侧复合有聚合层(102),所述聚合层(102)一侧与连接层(103)复合,且所述连接层(103)一侧与基膜层(104)复合。
2.根据权利要求1所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:所述基膜层(104)一侧复合有支撑层(105),所述支撑层(105)一侧复合有辅助层二(106)。
3.根据权利要求2所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:所述辅助层一(101)为聚磺酰胺膜,所述聚合层(102)为聚酰胺复合纳滤膜,所述连接层(103)采用无纺布制成。
4.根据权利要求3所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:所述基膜层(104)为聚偏二氟乙烯纳滤膜,所述辅助层二(106)为氧化铝涂层制成。
5.根据权利要求4所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:所述连接层(103)两侧分别固定连接有辅助条一(2)和辅助条二(3),所述辅助条一(2)一侧与聚合层(102)卡合连接,所述辅助条二(3)一侧与基膜层(104)卡合连接。
6.根据权利要求3所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:还包括以下制备步骤:
S1、配制原料:在去离子水中加入氨丁三醇,制成溶液,利用水浴加热和盐酸调节溶液的pH值至8.5,配制缓冲液,将氧化铝膜管放入上述溶液中,避光浸泡15-20小时,然后取出;
S2、复合膜制备:对基膜层(104)和支撑层(105)进行预处理,然后选用30㎝,内径7㎜的超滤膜管,将厚度为0.45㎜的无纺布制成连接层(103),将超滤膜管浸入水相5-7小时后取出,利用吹风机吹干超滤膜管表面水分,将风干处理后的超滤膜管浸入有机相中进行界面聚合反应,制成聚合层(102),在聚合层(102)表面复合辅助层一(101);
S3、性能测试:选取样本,将样本凝固后折断,对断面的形貌进行表征,然后利用样本对质量浓度为1000mg/L的MgSO4、MgCl2和Na2SO4三种溶液的分离性能,记录规定时间内透过样本的液体体积,计算样本的膜通量和透过液的电导率。
7.根据权利要求6所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:在步骤S1中,水浴加热的温度为15-25℃,将取出的氧化铝膜管利用去离子水反复冲洗5-8次,调节烘箱温度,使温度保持在55-60℃,将膜管在烘箱内干燥1.5-2小时。
8.根据权利要求6所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:在步骤S2中,将反应后的超滤膜管取出,在室温下晾晒3-5小时,然后再次放入去离子水中存储。
9.根据权利要求6所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:在步骤S3中,在测试前,设置室温为20-25℃,压力为0.5MPa,膜面流速为1.4m/s,其中膜通量的计算公式为:
其中,V为透过液体积,S为膜样本的有效膜面积,t为液体的透过时间,S的取值为55-65㎝2
10.根据权利要求6所述的一种管式复合纳滤膜,其特征在于:在步骤S3中,利用扫描显微镜对纳滤膜样本的表面和断面进行测试,然后再利用电位仪对膜表面的电荷密度进行表征。
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