一种中空纤维型复合纳滤膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103223300A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103223300103223300A(43)申请公布日2013.07.31(21)申请号201310126469.5(22)申请日2013.04.12(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人王晓琳刘天印张蕊馨林亚凯刘在浩庞博袁浩歌田野李辰锴(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人邸更岩(51)Int.Cl.B01D69/12(2006.01)B01D71/68(2006.01)B01D67/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书11页说明书11页附图3页附图3页(54)发明名称一种中空纤维型复合纳滤膜及其制备方法(57)摘要一种中空纤维型复合纳滤膜及其制备方法，该中空纤维型复合纳滤膜是由作为支撑层的中空纤维微孔基膜、聚砜类过渡层和聚酰胺复合层组成；聚砜类过渡层位于中空纤维膜微孔基膜的膜孔内部，聚酰胺复合层位于聚砜类过渡层的膜孔内部。通过热致相分离方法，获得非对称微孔基膜；通过浸渍相转化法，在微孔内获得聚砜类过渡层；通过压力控制、界面缩聚反应获得聚酰胺复合层。本发明的中空纤维型复合纳滤膜在0.2～0.8MPa下，对氯化钠盐溶液的截留率>90%；对二价盐离子的截留率>95%；对分子量在300～200,000道尔顿的污染物截留性能>99%，因此具备高强度、抗冲刷、大通量等的特点。CN103223300ACN1032ACN103223300A权利要求书1/2页1.一种中空纤维型复合纳滤膜，其特征在于：该中空纤维型复合纳滤膜是由作为支撑层（1）的中空纤维微孔基膜、聚砜类过渡层（2）和聚酰胺复合层（3）组成，聚砜类过渡层位于中空纤维膜微孔基膜的膜孔内部，聚酰胺复合层位于聚砜类过渡层的膜孔内部。2.根据权利要求1所述的中空纤维型复合纳滤膜，其特征在于：所述中空纤维微孔基膜为中空纤维微孔膜，其外径为0.6～1.8mm，内径为0.3～1.2mm，外径与内径比例在1.5～2；酒精泡点为0.2～0.4MPa，拉伸强度至少为7MPa，抗压强度至少为2MPa。3.根据权利要求1中所述的中空纤维型复合纳滤膜，其特征在于：聚砜类过渡层厚度L2占支撑层厚度L1的5～25%；聚酰胺复合层厚度L3占聚砜类过渡层厚度L2的1～10%；支撑层孔径D1在100～150nm,聚砜类过渡层孔径D2在30～70nm，聚酰胺复合层孔径在0.5～2nm。4.根据权利要求1所述的中空纤维型复合纳滤膜，其特征在于：聚砜类过渡层为聚砜、聚醚砜、杂萘联苯聚醚砜酮、磺化聚砜、磺化聚醚砜或磺化聚醚醚酮；聚酰胺复合层为脂肪族多元胺或芳香族多元胺与芳香多元酰氯经界面聚合反应形成的半芳族或全芳族聚酰胺。5.如权利要求1～4任一权利要求所述的一种中空纤维型复合纳滤膜的制备方法，其特征在于所述方法按以下步骤进行：1）首先通过浸渍方法使浓度在2～20wt%之间的聚砜类铸膜液浸渍在中空纤维微孔基膜的膜孔内，浸渍方法包括：中空纤维微孔基膜浸没在铸膜液中0.5～10min，或使中空纤维微孔基膜通过铸膜液储液槽0.5～10min，或使中空纤维微孔基膜在铸膜液表面旋转；2）将步骤1）得到的中空纤维膜浸入凝固浴中10～120min；3）中空纤维膜从凝固浴中取出后，封装到膜器中获得在中空纤维微孔基膜的膜孔内填充聚砜类过渡层的改性中空纤维膜；4）在改性中空纤维膜内侧表面流通浓度为0.2～5wt%的多元胺水相溶液，使改性中空纤维膜内、外侧表面压力差在0.01～0.3MPa之间，压力保持1～10min；5）在改性中空纤维膜外侧表面吹扫氩气0.5～10min或流通有机溶剂5～30min，然后改性中空纤维膜外侧表面流通浓度为0.05～2wt%的多元酰氯油相溶液1～10min，发生反应；6）在改性中空纤维膜外侧表面流通有机溶剂，清洗改性中空纤维基膜外侧表面；7）膜器放入烘箱，在40～90℃之间热处理5～30min，经加热以促进胺与酰氯的反应进一步进行，并去除反应物的溶剂获得中空纤维型复合纳滤膜。6.如权利要求5所述的中空纤维型复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1）中所用铸膜液的溶质为聚砜、聚醚砜、杂萘联苯聚醚砜酮、磺化聚砜、磺化聚醚砜或磺化聚醚醚酮；铸膜液的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、乙酸丙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、氯仿、四氯化碳、二氯甲烷和二氯乙烷中的一种或几种混合，铸膜液的浓度为2～10wt%之间；步骤2）中所述的凝固浴为水、乙醇、异丙醇、异丁醇、二甲亚砜和乙腈中的一种或几种混合。7.如权利要求6所述的中空纤维型复合纳滤膜的制备方法，其特征在于：