一種海水淡化用的納米纖維制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，包括以下步驟：1、通過均苯四羧酸二酐（PMDA）和4,4’?二氨基二苯醚(ODA)制得聚酰胺酸溶液，并熱環(huán)化生成得到聚酰亞胺的靜電紡絲液；2、調(diào)節(jié)靜電紡絲液濃度和PH值；3、以靜電紡絲法，制得成品，同時(shí)改進(jìn)靜電紡絲機(jī)的噴絲針頭，本發(fā)明步驟簡(jiǎn)單、合理，原料成本較低，噴絲針頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，經(jīng)單端卷管分離的靜電紡絲液的張力明顯下降，降低了靜電紡絲時(shí)的靜電場(chǎng)功率，能耗降低，同時(shí)也提高了納米纖維的分散效果，針口的設(shè)置，使靜電紡絲液在射出時(shí)，產(chǎn)生中空效果，得到中空纖維。以本發(fā)明方法生產(chǎn)的納米纖維具有孔徑小，間隙率高的特點(diǎn)，反滲透效果極佳，可廣泛用于海水淡化領(lǐng)域，具有顯著的海水淡化反滲透效果，且生產(chǎn)過程成本低、能耗低，是一種環(huán)保節(jié)能的納米纖維。
【專利說明】
一種海水淡化用的納米纖維制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及海水淡化領(lǐng)域，特別是涉及一種海水淡化用的納米纖維制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米纖維膜是指以納米尺度的纖維組成的具有連續(xù)多孔結(jié)構(gòu)的薄膜，這種膜通?？梢杂蔁o序或者具有一定排列順序的納米纖維沉積而成。由于納米纖維直徑較小，具有較大的比表面積，從而會(huì)產(chǎn)生一些特殊的物理化學(xué)性質(zhì)如尺寸效應(yīng)、分子重導(dǎo)向及其它新型性質(zhì)如尺寸收縮等。納米纖維是一種新型的納米材料，可以用于設(shè)計(jì)和構(gòu)建納米尺度的結(jié)構(gòu)或元件。隨著納米科技的飛速發(fā)展，納米纖維越來越多的受到了人們的關(guān)注。
[0003]特別是在海水凈化領(lǐng)域，原先的普通海水淡化裝置使用電網(wǎng)或者柴油發(fā)電機(jī)等供電，供電成本高，環(huán)境污染大的缺點(diǎn)，且普通海水淡化裝置一般采用的過濾膜是反滲透膜，成本高，易損壞，對(duì)淡化的水需要先進(jìn)行過濾處理，耗能高，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問題，為改善海水淡化效果，降低淡化成本，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、高效的目的，本發(fā)明公開了一種海水淡化用的納米纖維制備方法。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
A、將均苯四羧酸二酐(PMDA)和4，4’_二氨基二苯醚(ODA)以1:1.1?1.3的摩爾比投入混練機(jī)中混合，直到均勻，得到聚酰胺酸溶液，隨后調(diào)節(jié)攪拌速度至4200?4500r/min，并抽真空，在-15 0C -5 0C下反應(yīng)24小時(shí)，熱環(huán)化生成得到聚酰亞胺的靜電紡絲液；
B、調(diào)節(jié)靜電紡絲液濃度和PH值，使靜電紡絲液的濃度達(dá)到12?17wt%，PH值調(diào)節(jié)至8.5?
9.7；
C、以靜電紡絲法，將步驟B中得到的靜電紡絲液，在電壓為35?40KV(+25KV，-15—10KV)的高壓靜電場(chǎng)中紡絲，紡絲成本發(fā)明的納米纖維成品。
[0006]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述均苯四羧酸二酐(PMDA)購置于常熟聯(lián)邦化工股份有限公司，所述4，4’_二氨基二苯醚(ODA)購置于河北智通化工有限責(zé)任公司。
[0007]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述步驟A中，抽真空要求真空度達(dá)到-0.5—0.1Mpa。
[0008]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲之前，調(diào)節(jié)靜電紡絲液溫度，使靜電紡絲液保持在15 °020 °C。
[0009]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲時(shí)，需提高高壓靜電場(chǎng)電壓至40?45KV(+25KV，-20—15KV)，使堆積于靜電紡絲機(jī)的噴絲針頭上的靜電紡絲液破頂泰勒錐，形成紡絲射流。
[0010]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述的噴絲針頭包括內(nèi)針管和外針管，所述內(nèi)針管包括連接端和內(nèi)注入端，所述連接端呈中空?qǐng)A柱形，其所呈的圓柱形的直徑為Dl，所述內(nèi)注入端呈中空?qǐng)A臺(tái)形，其所呈的圓臺(tái)形的兩端的直徑為D2和D3，所述外針管套在內(nèi)注入端外，并通過多個(gè)連接板與內(nèi)針管固定連接，所述多個(gè)連接板等間隔設(shè)置，連接板呈圓環(huán)形，所述外針管包括外注入端，所述外注入端由多個(gè)單端卷管構(gòu)成，所述多個(gè)單端卷管等間隔設(shè)置，單端卷管的一端卷曲成針口，所述針口呈圓形，相鄰兩個(gè)單端卷管的連接處設(shè)有圓形豁口，所述內(nèi)注入端位于外針管內(nèi)，內(nèi)注入端與外注入端之間設(shè)有隔板，所述隔板呈中空?qǐng)A臺(tái)形，隔板包括內(nèi)針管連接端和外針管連接端，所述內(nèi)針管連接端呈圓形，并與內(nèi)針管固定連接，所述外針管連接端呈圓形，并與外針管固定連接，所述多個(gè)單端卷管上的多個(gè)針口呈圓形分布，多個(gè)針口上固定連接有圓環(huán)，所述D1=D2>D3，所述外針管的一端設(shè)有封頭，所述封頭與內(nèi)針管、外針管固定連接，封頭為球形封頭。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明公開的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，包括以下步驟:1、通過均苯四羧酸二酐(PMDA)和4，4’_二氨基二苯醚(ODA)制得聚酰胺酸溶液，并熱環(huán)化生成得到聚酰亞胺的靜電紡絲液;2、調(diào)節(jié)靜電紡絲液濃度和PH值;3、以靜電紡絲法，制得成品，同時(shí)改進(jìn)靜電紡絲機(jī)的噴絲針頭，本發(fā)明步驟簡(jiǎn)單、合理，原料成本較低，噴絲針頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，經(jīng)單端卷管分離的靜電紡絲液的張力明顯下降，降低了靜電紡絲時(shí)的靜電場(chǎng)功率，能耗降低，同時(shí)也提高了納米纖維的分散效果，針口的設(shè)置，使靜電紡絲液在射出時(shí)，產(chǎn)生中空效果，得到中空纖維。
[0012]綜上所述，以本發(fā)明方法生產(chǎn)的納米纖維具有孔徑小，間隙率高的特點(diǎn)，反滲透效果極佳，可廣泛用于海水淡化領(lǐng)域，具有顯著的海水淡化反滲透效果，且生產(chǎn)過程成本低、能耗低，是一種環(huán)保節(jié)能的納米纖維。
【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明工藝簡(jiǎn)要圖。
[0014]圖2本發(fā)明示意圖。
[0015]圖3本發(fā)明截面圖。
[0016]圖4內(nèi)注入端示意圖。
[0017]圖5外注入端展開示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例一
一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
A、將均苯四羧酸二酐(PMDA)和4，4’_二氨基二苯醚(ODA)以1:1.3的摩爾比投入混練機(jī)中混合，直到均勻，得到聚酰胺酸溶液，隨后調(diào)節(jié)攪拌速度至4200r/min，并抽真空，在-8下反應(yīng)24小時(shí)，熱環(huán)化生成得到聚酰亞胺的靜電紡絲液；
B、調(diào)節(jié)靜電紡絲液濃度和PH值，使靜電紡絲液的濃度達(dá)到15wt%，PH值調(diào)節(jié)至9.5;
C、以靜電紡絲法，將步驟B中得到的靜電紡絲液，在電壓為40KV(+25KV，-15KV)的高壓靜電場(chǎng)中紡絲，紡絲成本發(fā)明的納米纖維成品。
[0019]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述均苯四羧酸二酐(PMDA)購置于常熟聯(lián)邦化工股份有限公司，所述4，4’_二氨基二苯醚(ODA)購置于河北智通化工有限責(zé)任公司。
[0020]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述步驟A中，抽真空要求真空度達(dá)到_0.3Mpa。
[0021]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲之前，調(diào)節(jié)靜電紡絲液溫度，使靜電紡絲液保持在15 °C。
[0022]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲時(shí)，需提高高壓靜電場(chǎng)電壓至45KV(+25KV，-20KV)，使堆積于靜電紡絲機(jī)的噴絲針頭上的靜電紡絲液破頂泰勒錐，形成紡絲射流。
[0023]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述的噴絲針頭包括內(nèi)針管I和外針管2，所述內(nèi)針管I包括連接端3和內(nèi)注入端4，所述連接端3呈中空?qǐng)A柱形，其所呈的圓柱形的直徑為Dl，所述內(nèi)注入端4呈中空?qǐng)A臺(tái)形，其所呈的圓臺(tái)形的兩端的直徑為D2和D3，所述外針管2套在內(nèi)注入端4外，并通過多個(gè)連接板5與內(nèi)針管I固定連接，所述多個(gè)連接板5等間隔設(shè)置，連接板5呈圓環(huán)形，所述外針管2包括外注入端6，所述外注入端6由多個(gè)單端卷管7構(gòu)成，所述多個(gè)單端卷管7等間隔設(shè)置，單端卷管7的一端卷曲成針口 8，所述針口 8呈圓形，相鄰兩個(gè)單端卷管7的連接處設(shè)有圓形豁口 9，所述多個(gè)單端卷管7上的多個(gè)針口 8呈圓形分布，多個(gè)針口8上固定連接有圓環(huán)14，所述內(nèi)注入端4位于外針管2內(nèi)，內(nèi)注入端4與外注入端6之間設(shè)有隔板10，所述隔板10呈中空?qǐng)A臺(tái)形，隔板10包括內(nèi)針管連接端11和外針管連接端12，所述內(nèi)針管連接端11呈圓形，并與內(nèi)針管I固定連接，所述外針管連接端12呈圓形，并與外針管2固定連接，所述D1=D2>D3，所述外針管2的一端設(shè)有封頭13，所述封頭13與內(nèi)針管1、外針管2固定連接，封頭13為球形封頭。
[0024]實(shí)施例二
一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
A、將均苯四羧酸二酐(PMDA)和4，4’_二氨基二苯醚(ODA)以1:1.1的摩爾比投入混練機(jī)中混合，直到均勻，得到聚酰胺酸溶液，隨后調(diào)節(jié)攪拌速度至4200r/min，并抽真空，在-9°C下反應(yīng)24小時(shí)，熱環(huán)化生成得到聚酰亞胺的靜電紡絲液；
B、調(diào)節(jié)靜電紡絲液濃度和PH值，使靜電紡絲液的濃度達(dá)到12wt%，PH值調(diào)節(jié)至8.9;
C、以靜電紡絲法，將步驟B中得到的靜電紡絲液，在電壓為35KV(+25KV，-10KV)的高壓靜電場(chǎng)中紡絲，紡絲成本發(fā)明的納米纖維成品。
[0025]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述均苯四羧酸二酐(PMDA)購置于常熟聯(lián)邦化工股份有限公司，所述4，4’_二氨基二苯醚(ODA)購置于河北智通化工有限責(zé)任公司。
[0026]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述步驟A中，抽真空要求真空度達(dá)到-0.1Mpa。
[0027]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲之前，調(diào)節(jié)靜電紡絲液溫度，使靜電紡絲液保持在18 °C。
[0028]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲時(shí)，需提高高壓靜電場(chǎng)電壓至40KV(+25KV，-15KV)，使堆積于靜電紡絲機(jī)的噴絲針頭上的靜電紡絲液破頂泰勒錐，形成紡絲射流。
[0029]實(shí)施例三
一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
A、將均苯四羧酸二酐(PMDA)和4，4’_二氨基二苯醚(ODA)以1:1.2的摩爾比投入混練機(jī)中混合，直到均勻，得到聚酰胺酸溶液，隨后調(diào)節(jié)攪拌速度至4300r/min，并抽真空，在-9°C下反應(yīng)24小時(shí)，熱環(huán)化生成得到聚酰亞胺的靜電紡絲液；
B、調(diào)節(jié)靜電紡絲液濃度和PH值，使靜電紡絲液的濃度達(dá)到13wt%，PH值調(diào)節(jié)至9.1;
C、以靜電紡絲法，將步驟B中得到的靜電紡絲液，在電壓為37KV(+25KV，-12KV)的高壓靜電場(chǎng)中紡絲，紡絲成本發(fā)明的納米纖維成品。
[0030]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述均苯四羧酸二酐(PMDA)購置于常熟聯(lián)邦化工股份有限公司，所述4，4’_二氨基二苯醚(ODA)購置于河北智通化工有限責(zé)任公司。
[0031]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，所述步驟A中，抽真空要求真空度達(dá)到0.1Mpa。
[0032]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲之前，調(diào)節(jié)靜電紡絲液溫度，使靜電紡絲液保持在17 °C。
[0033]上述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其中，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲時(shí)，需提高高壓靜電場(chǎng)電壓至42KV(+25KV，-17KV)，使堆積于靜電紡絲機(jī)的噴絲針頭上的靜電紡絲液破頂泰勒錐，形成紡絲射流。
[0034]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 將均苯四羧酸二酐(PMDA)和4，4，-二氨基二苯醚(ODA)以1: 1.1?1.3的摩爾比投入混練機(jī)中混合，直到均勻，得到聚酰胺酸溶液，隨后調(diào)節(jié)攪拌速度至4200?4500r/min，并抽真空，在-15 0C -5 0C下反應(yīng)24小時(shí)，熱環(huán)化生成得到聚酰亞胺的靜電紡絲液； 調(diào)節(jié)靜電紡絲液濃度和PH值，使靜電紡絲液的濃度達(dá)到12?17wt%，PH值調(diào)節(jié)至8.5?9.7； 以靜電紡絲法，將步驟B中得到的靜電紡絲液，在電壓為35?40KV(+25KV，-15~-10KV)的高壓靜電場(chǎng)中紡絲，紡絲成本發(fā)明的納米纖維成品。2.如權(quán)利要求1所述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，所述均苯四羧酸二酐(PMDA)購置于常熟聯(lián)邦化工股份有限公司，所述4，4’_二氨基二苯醚(ODA)購置于河北智通化工有限責(zé)任公司。3.如權(quán)利要求1所述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，所述步驟A中，抽真空要求真空度達(dá)到-0.5—0.1Mpa04.如權(quán)利要求1所述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲之前，調(diào)節(jié)靜電紡絲液溫度，使靜電紡絲液保持在15t>2(TC。5.如權(quán)利要求1所述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，在步驟C中，在進(jìn)行靜電紡絲時(shí)，需提高高壓靜電場(chǎng)電壓至40?45KV(+25KV，-20~-15KV)，使堆積于靜電紡絲機(jī)的噴絲針頭上的靜電紡絲液破頂泰勒錐，形成紡絲射流。6.如權(quán)利要求5所述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，所述的噴絲針頭包括內(nèi)針管和外針管，所述內(nèi)針管包括連接端和內(nèi)注入端，所述連接端呈中空?qǐng)A柱形，其所呈的圓柱形的直徑為Dl，所述內(nèi)注入端呈中空?qǐng)A臺(tái)形，其所呈的圓臺(tái)形的兩端的直徑為D2和D3，所述外針管套在內(nèi)注入端外，并通過多個(gè)連接板與內(nèi)針管固定連接，所述多個(gè)連接板等間隔設(shè)置，連接板呈圓環(huán)形，所述外針管包括外注入端，所述外注入端由多個(gè)單端卷管構(gòu)成，所述多個(gè)單端卷管等間隔設(shè)置，單端卷管的一端卷曲成針口，所述針口呈圓形，相鄰兩個(gè)單端卷管的連接處設(shè)有圓形豁口。7.如權(quán)利要求6所述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，所述內(nèi)注入端位于外針管內(nèi)，內(nèi)注入端與外注入端之間設(shè)有隔板，所述隔板呈中空?qǐng)A臺(tái)形，隔板包括內(nèi)針管連接端和外針管連接端，所述內(nèi)針管連接端呈圓形，并與內(nèi)針管固定連接，所述外針管連接端呈圓形，并與外針管固定連接。8.如權(quán)利要求6所述的一種海水淡化用的納米纖維制備方法，其特征在于，所述多個(gè)單端卷管上的多個(gè)針口呈圓形分布，多個(gè)針口上固定連接有圓環(huán)，所述D1=D2>D3，所述外針管的一端設(shè)有封頭，所述封頭與內(nèi)針管、外針管固定連接，封頭為球形封頭。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK106087095SQ201610622680
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月2日 公開號(hào)201610622680.X, CN 106087095 A, CN 106087095A, CN 201610622680, CN-A-106087095, CN106087095 A, CN106087095A, CN201610622680, CN201610622680.X
【發(fā)明人】崔建中
【申請(qǐng)人】中鴻納米纖維技術(shù)丹陽有限公司