專利名稱：一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水處理產品領域，具體的說，本發(fā)明涉及一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法。
背景技術：
納濾是介于反滲透和超濾之間的一種新型膜分離技術，早期被稱為“低壓反滲透”或“疏松反滲透”。納濾膜的截留分子量在200-2000之間，能有效截留有機小分子和二價或多價離子。與反滲透相比，納濾膜在較低操作壓力下就可具有較高的水通量，所以，納濾廣泛應用于飲用水處理、有機小分子的分級濃縮、有機物的除鹽凈化和濃縮等領域，尤其是飲用水領域，利用納濾膜進行水的軟化、去除色度和高分子量的有機物、去除重金屬離子等。當前，商品化的納濾膜主要是采用界面聚合的方法，制備的活性分離層主要是芳香族聚酰胺，操作壓力較高，在O. 6-1. 5MPa之間，且表層與基膜之間的結合主要是物理吸附作用，長期運行，膜性能下降。紫外接枝法可將荷電單體通過化學共價鍵固定在基膜表面，增強納濾膜的穩(wěn)定性；同時，紫外線穿透力弱，分離功能層較薄，制得的納濾復合膜操作壓力較低，水通量較高。平鄭驊等(中國專利CN1586702，CN1803265)通過紫外輻照將一種或幾種單體接枝到超濾膜上，制備出通量較高的納濾膜，但是未涉及到動態(tài)制備。魏俊富等(中國專利CN102000511A)采用紫外輻照接枝法制備出中空纖維納濾膜，但是不能保證中空纖維膜外表面輻照的均勻性，故實用性不強。曹緒芝等(中國專利CN101934204A，CN101934205A)采用紫外輻照分步接枝法制備出兩性荷電納濾膜，納濾膜通量低(O. 4MPa下，3 10LMH)。在中國專利CN102247771A中曹緒芝等將超濾膜先后在兩種單體中輻照，制備出荷負電納濾膜。分步輻照法工藝復雜，單體種類多，消耗大。針對現有技術存在的缺陷，提出本發(fā)明。

發(fā)明內容
為了克服現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種工藝簡單、成本低、適合工業(yè)化生產的納濾膜的制備方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，以光敏性聚合物材料制作的超濾膜為基膜，在運動狀態(tài)下進行紫外輻照接枝，引入一種或一種以上的極性單體，制得表面荷電的超低壓納濾膜。所述的在運動狀態(tài)下進行紫外輻照接枝具體為基膜固定不動，紫外輻照光源固定在絲桿上，紫外輻照光源隨絲桿的往復運動對基膜進行動態(tài)紫外輻照接枝；或者紫外輻照光源固定，基膜在紫外輻照光源下直線運動；基膜和紫外輻照光源的相對運動速度為O. 6 30m/h。所述的光敏性聚合物材料為聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚醚酮(PEK)、含酚酞基的聚醚砜(PES-C)、含酚酞基的聚醚酮(PEK-C)的一種或上述聚合物的共混或共聚物?；さ牟牧线x取光敏性聚合物，使輻照過程無需添加光引發(fā)劑。所述極性單體為荷正電單體，為含叔胺基烯類或者烯類銨鹽。所述的荷正電單體為二甲基二烯丙基氯化銨、2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲氨基丙基甲基丙酰胺中的一種。所述極性單體為荷負電單體，為含磺酸基或羧基的烯類單體。所述荷負電單體為苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸、甲基丙烯酸。使用時，極性單體需稀釋，溶劑為水或者醇類，單體溶液的濃度為1%_70%質量比，其中醇類為甲醇、乙醇或異丙醇。所述的紫外輻照光源是一種高壓汞燈，功率在100W 4000W之間選擇，主波峰為365nm ;紫外福照光源的光強為4mW/cm2 50mW/cm2,福照時間為I 30分鐘。作為基膜的超濾膜的截留分子量為I萬 10萬。本發(fā)明的有益效果具體如下本發(fā)明的輻照接枝反應在常溫下即可進行，無需進行氮氣保護；工藝簡單，成本低，適合工業(yè)化大規(guī)模生產；制得的荷電納濾膜在超低壓(O. 3Mpa下)仍具有較大的通量。
具體實施例方式本發(fā)明所制備的納濾膜的分離性能是在4cm*7cm的不銹鋼滲透池中測定的。測試條件為室溫，壓力O. 3MPa。膜的分離性能用純水通量和脫鹽率(250ppm的NaCl、MgCl2,Na2SO4溶液)來表征。實施例1 :本實例中所用超濾膜是聚砜樹脂采用相轉化法制備而成，截留分子量為7萬。首先將聚砜超濾膜膜面朝上，固定在水平的玻璃槽中，然后在膜表面加入2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)荷正電極性單體溶液，質量濃度為30%。玻璃槽置于紫外輻照光源的一側。紫外輻照光源的功率為2000W，極性單體液面的輻照光強為30mW/cm2。開啟紫外輻照光源，待光強穩(wěn)定后，開啟運動裝置，速度為20m/h，當紫外輻照光源移動至完全通過基膜時，關閉運動裝置，關閉紫外輻照光源。將膜片取出，用純水清洗。制得的超低壓荷正電納濾膜在O. 3MPa下，純水通量為30L/m2*h，250ppm的NaCl、MgCl2溶液的脫鹽率分別為 72. 3% 和 92. 4%ο實施例2 其它條件與實施例1相同的基礎上，采用表格I中的數據進行制備，制得的超低壓荷正電納濾膜性能數據在表格2中示出。表1:
權利要求
1.一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，以光敏性聚合物材料制作的超濾膜為基膜，在運動狀態(tài)下進行紫外輻照接枝，引入一種或一種以上的極性單體，制得表面荷電的超低壓納濾膜。
2.根據權利要求1所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，所述的在運動狀態(tài)下進行紫外輻照接枝具體為基膜固定不動，紫外輻照光源固定在絲桿上，紫外輻照光源隨絲桿的往復運動對基膜進行動態(tài)紫外輻照接枝；或者紫外輻照光源固定，基膜在紫外輻照光源下直線運動；前述基膜和紫外輻照光源的相對運動速度為0.6 30m/h。
3.根據權利要求1所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，所述的光敏性聚合物材料為聚砜、聚醚砜、聚醚酮、含酚酞基的聚醚砜、含酚酞基的聚醚酮的一種或上述聚合物的共混或共聚物。
4.根據權利要求1所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，所述極性單體為荷正電單體，為含叔胺基烯類或者烯類銨鹽。
5.根據權利要求4所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，所述的荷正電單體為二甲基二烯丙基氯化銨、2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲氨基丙基甲基丙酰胺中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，所述極性單體為荷負電單體，為含磺酸基或羧基的烯類單體。
7.根據權利要求6所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，所述荷負電單體為苯乙烯磺酸鈉、丙烯酸、甲基丙烯酸。
8.根據權利要求4-7中的任一權利要求所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，使用時，極性單體需稀釋，溶劑為水或者醇類，單體溶液的濃度為1%_70%質量比，其中醇類為乙醇或異丙醇。
9.根據權利要求1所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，所述的紫外輻照光源是一種高壓汞燈，功率在IOOW 4000W之間選擇，主波峰為365nm ;紫外輻照光源的光強為4mW/cm2 50mW/cm2，福照時間為I 30分鐘。
10.根據權利要求1所述的一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，其特征在于，作為基膜的超濾膜的截留分子量為I萬 10萬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超低壓荷電納濾膜的動態(tài)制備方法，以光敏性聚合物材料制作的超濾膜為基膜，在運動狀態(tài)下進行紫外輻照接枝，引入一種或一種以上的極性單體，制得表面荷電的超低壓納濾膜。所述的在運動狀態(tài)下進行紫外輻照接枝具體為基膜固定不動，紫外輻照光源固定在絲桿上，紫外輻照光源隨絲桿的往復運動對基膜進行動態(tài)紫外輻照接枝；或者紫外輻照光源固定，基膜以0.6～30m/h的速度在紫外輻照光源下直線運動。本發(fā)明的輻照接枝反應在常溫下即可進行，無需進行氮氣保護；工藝簡單，成本低，適合工業(yè)化大規(guī)模生產；制得的荷電納濾膜在超低壓(0.3Mpa下)仍具有較大的通量。
文檔編號B01D71/78GK103071395SQ20131004105
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2013年2月1日
發(fā)明者陳亦力, 孟莎莎, 李鎖定, 文劍平, 吳強 申請人:北京碧水源膜科技有限公司