專利名稱:一種耐乙醇復合納濾膜的制備方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種復合納濾膜的制備方法,具體是一種耐乙醇復合納濾膜的制備方法。
背景技術:
納濾膜分離過程已在各工業(yè)領域和科學研究中得到廣泛的應用,目前主要是集中 在水溶液體系,而實際工業(yè)流程涉及的很大部分是有機溶劑體系。納濾過程的諸多優(yōu)點, 如分離過程無相轉換、無需添加劑、溫度影響小等,使其在石油化工、醫(yī)藥和食品等領域的 非水溶液體系中具有極大的潛在應用價值,而傳統的納濾膜難以拓寬到非水溶液體系中使 用,為此進一步研究和發(fā)展耐溶劑納濾膜,對于拓寬納濾過程的應用極其重要。乙醇是工業(yè)生產中常用的有機溶劑,用量極其龐大,因為回收利用乙醇具有重要 的意義。而目前很多經常使用的復合膜對于乙醇具有相溶性,所以在乙醇與其它組份的分 離過程中,這些膜不具有良好的分離效果,及長期使用的功效。
發(fā)明內容
針對現有技術中的不足,本發(fā)明提出一種新型的膜,對乙醇分離行業(yè)內具良好的 效果本發(fā)明是通過下述技術方案得以實現的一種耐乙醇復合納濾膜的制備方法,其特征包括下述步驟(1)以聚丙烯腈為溶質,N, N- 二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑,含聚丙烯腈質量濃度 為14-18%的N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)溶液制備成聚丙烯腈膜為支撐膜,再進行水洗;本 發(fā)明中的制膜過程為常規(guī)的過程,而本發(fā)明的膜材質則是區(qū)別于其它有機膜,而制膜完成 后的水洗,也是與其它制膜過程相當;這些在行業(yè)內的技術人員都能了解、掌握;(2)經水洗后的聚丙烯腈支撐膜用橡膠輥滾壓,去除水溶液;此步驟為制膜過程 中的一道工序,在其它膜制備過程中一般也是需要的,目的是去除膜表面的多余的水溶液, 所以橡膠輥滾壓時,只要把膜表面多余的水份去除即可;(3)然后將聚丙烯腈支撐膜與質量濃度為0.2% -1.2%的聚異丁烯有機溶液接 觸10-300秒,其中聚異丁烯有機溶液中的有機溶劑為三氟三氯乙烷、正己烷或庚烷中的一 種;(4)再將上述聚丙烯腈膜放入50-200°C的真空烘箱中保持10_30分鐘,經水洗得 到復合納濾膜。作為優(yōu)選,上述制備方法的步驟(3)中的聚異丁烯有機溶液中溶質的濃度為 0. 3-0. 4%。作為優(yōu)選,上述制備方法中步驟(3)中的聚丙烯腈支撐膜與有機溶液接觸時間為 30-50秒,膜表面的反應是即時完成的,控制時間、反應液的濃度是非常關鍵的步驟,這也是 本發(fā)明中的技術人員經過大量實驗后得出的更佳技術方案。作為優(yōu)選,上述制備方法中的步驟(3)中的有機溶劑為三氟三氯乙烷。
作為優(yōu)選,上述制備方法中的步驟(3)中的聚異丁烯的分子量為 300000-3000000。作為優(yōu)選,上述制備方法中的步驟(4)中在真空烘箱中的溫度為70-80°C,干燥時 間為18-23分鐘。高分子復合膜的制備是目前有機膜行業(yè)內一個較大的學科,雖然很多膜制備過程 有許多相似的地方,但是不同的高分子材質、不同的膜孔徑的選定,以及用途的不同,都需 要有不同制備工藝來決定的。而這個不同的制備工藝則需要技術人員大量的實驗,才可能 找出其中的哪些膜材料是較好的,最好的;哪些溶劑是適用使用的,以及濃度、溫度的選擇 都可能影響到膜的最后性能。由于膜的作用機理尚需要技術人員進一步的分析、總結,所以 目前技術人員更多的是通過大量的膜制備實驗、使用效果的確定來選擇膜的制備,確定的 膜的功能。本發(fā)明也正是技術人員大量實驗的基礎上,找出了區(qū)別于其它制備膜的不同工 藝。有益效果按本發(fā)明制備的納濾膜對乙醇有良好的耐溶劑性和較高的通量,具有 良好的選擇透過性,對乙醇-水溶液體系有特殊的分離效果。本發(fā)明可以廣泛應用于乙醇 為溶劑的分離行業(yè)。
具體實施例方式下面的例子用于闡述本發(fā)明,并不用于解釋限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1使用含聚丙烯腈質量濃度為18%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有0. 8%聚異丁烯B80的有 機溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放150°C的真空烘箱中保 持15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。用無水乙醇,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下乙醇通量為 38. 71(L/m2h)。實施例2使用含聚丙烯腈質量濃度為18%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有0. 6%聚異丁烯B80的有 機溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放125°C的真空烘箱中保 持15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。用質量濃度為80%的乙醇水溶液,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果 如下對乙醇的截留率為0,通量為37. 69 (L/m2h)。實施例3使用含聚丙烯腈質量濃度為18%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有聚異丁烯B80的有機 溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放75°C的真空烘箱中保持 15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。
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用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。用質量濃度為70%的乙醇水溶液,含甲基紅,在IMPa的壓力下測試膜的初始性 能。所得結果如下對甲基紅的初始截留率為89. 29%,通量為8. 15(L/m2h)。實施例4使用含聚丙烯腈質量濃度為16%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有0. 4%聚異丁烯B80的有 機溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放55°C的真空烘箱中保 持15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。用2000ppm的PEG1000乙醇溶液,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果 如下對PEG1000的初始截留率為50%,乙醇通量為14. 26 (L/m2h)。實施例5使用含聚丙烯腈質量濃度為18%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有0. 3%聚異丁烯B150的有 機溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放75°C的真空烘箱中保 持15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。用枇杷葉乙醇提取液,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下對枇 杷液的初始截留率為80%,乙醇通量為5(L/m2h)。實施例6使用含聚丙烯腈質量濃度為15%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有0. 5%聚異丁烯B150的有 機溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放75°C的真空烘箱中保 持15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。
用質量濃度為70%的乙醇水溶液,含2000ppm的NaCl,在IMPa的壓力下測試膜的 初始性能。所得結果如下對NaCl的初始截留率為53. 22%,乙醇溶液通量為9. 68 (L/m2h)。實施例7使用含聚丙烯腈質量濃度為18%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有0. 3%聚異丁烯B1500的 有機溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放75°C的真空烘箱中 保持15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。用質量濃度為40%的乙醇水溶液,含甲基紅,在IMPa的壓力下測試膜的初始性 能。所得結果如下對甲基紅的初始截留率為82. 815%,乙醇溶液的通量為4. 07(L/m2h)。實施例8使用含聚丙烯腈質量濃度為18%的DMAc溶液制備成的聚丙烯腈支撐膜,水洗后 用橡膠輥去除正面及背面多余的水分;然后將這種支撐膜與含有0.6%聚異丁烯B200的有 機溶液接觸300秒,其中的有機溶劑為三氟三氯乙烷;然后將該膜放75°C的真空烘箱中保
5持15分鐘,形成耐乙醇復合納濾膜。用純水,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果如下水通量為0 (L/m2h)。用2000ppm的PEG1000乙醇溶液,在IMPa的壓力下測試膜的初始性能。所得結果 如下對PEG1000的初始截留率為60%,乙醇通量為15. 28 (L/m2h)。
權利要求
一種耐乙醇復合納濾膜的制備方法,其特征包括下述步驟(1)以聚丙烯腈為溶質,N,N 二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑,含聚丙烯腈質量濃度為14 18%的N,N 二甲基乙酰胺(DMAC)溶液制備成聚丙烯腈膜為支撐膜,再進行水洗;(2)經水洗后的聚丙烯腈支撐膜用橡膠輥滾壓,去除水溶液;(3)然后將聚丙烯腈支撐膜與質量濃度為0.2% 1.2%的聚異丁烯有機溶液接觸10 300秒,其中聚異丁烯有機溶液中的有機溶劑為三氟三氯乙烷、正己烷或庚烷中的一種;(4)再將上述聚丙烯腈膜放入50 200℃的真空烘箱中保持10 30分鐘,經水洗得到復合納濾膜。
2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于所述的步驟(3)中的聚異丁烯有機溶 液中溶質的濃度為0. 3-0.4%。
3.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于所述的步驟(3)中的聚丙烯腈支撐膜 與有機溶液接觸時間為30-50秒。
4.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于所述的步驟(3)中的有機溶劑為三氟 二氣乙燒。
5.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于所述的步驟(3)中的聚異丁烯的分子 量為 300000-3000000。
6.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于所述的步驟(4)中在真空烘箱中的溫 度為70-80°C,干燥時間為18-23分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復合納濾膜的制備方法,具體是一種耐乙醇復合納濾膜的制備方法。本發(fā)明是以聚丙烯腈為溶質,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑所制備的支撐膜,支撐膜與質量濃度為0.2%-1.2%的聚異丁烯有機溶液接觸,其中聚異丁烯有機溶液中的有機溶劑為三氟三氯乙烷、正己烷或庚烷中的一種,最后再經烘干,可得高分子復合膜。本發(fā)明的優(yōu)點是制備的納濾膜對乙醇有良好的耐溶劑性和較高的通量,具有良好的選擇透過性,對乙醇-水溶液體系有特殊的分離效果。本發(fā)明可以廣泛應用于乙醇為溶劑的分離行業(yè)。
文檔編號B01D71/42GK101961610SQ20101029845
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2010年9月30日
發(fā)明者吳法東, 周勇, 高從堦 申請人:杭州水處理技術研究開發(fā)中心有限公司