專利名稱：一種耐乙醇復(fù)合納濾膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合納濾膜的制備方法，具體是一種耐乙醇復(fù)合納濾膜的制備方法。
背景技術(shù)：
納濾膜分離過(guò)程已在各工業(yè)領(lǐng)域和科學(xué)研究中得到廣泛的應(yīng)用，目前主要是集中 在水溶液體系，而實(shí)際工業(yè)流程涉及的很大部分是有機(jī)溶劑體系。納濾過(guò)程的諸多優(yōu)點(diǎn)， 如分離過(guò)程無(wú)相轉(zhuǎn)換、無(wú)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(lǐng)域的 非水溶液體系中具有極大的潛在應(yīng)用價(jià)值，而傳統(tǒng)的納濾膜難以拓寬到非水溶液體系中使 用，為此進(jìn)一步研究和發(fā)展耐溶劑納濾膜，對(duì)于拓寬納濾過(guò)程的應(yīng)用極其重要。乙醇是工業(yè)生產(chǎn)中常用的有機(jī)溶劑，用量極其龐大，因?yàn)榛厥绽靡掖季哂兄匾?的意義。而目前很多經(jīng)常使用的復(fù)合膜對(duì)于乙醇具有相溶性，所以在乙醇與其它組份的分 離過(guò)程中，這些膜不具有良好的分離效果，及長(zhǎng)期使用的功效。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種新型的膜，對(duì)乙醇分離行業(yè)內(nèi)具良好的 效果本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種耐乙醇復(fù)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(zhì)，N, N- 二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑，含聚丙烯腈質(zhì)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(jìn)行水洗；本 發(fā)明中的制膜過(guò)程為常規(guī)的過(guò)程，而本發(fā)明的膜材質(zhì)則是區(qū)別于其它有機(jī)膜，而制膜完成 后的水洗，也是與其它制膜過(guò)程相當(dāng)；這些在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員都能了解、掌握；(2)經(jīng)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(guò)程 中的一道工序，在其它膜制備過(guò)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(shí)，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(zhì)量濃度為0.2% -1.2%的聚異丁烯有機(jī)溶液接 觸10-300秒，其中聚異丁烯有機(jī)溶液中的有機(jī)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(jīng)水洗得 到復(fù)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(jī)溶液中溶質(zhì)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(jī)溶液接觸時(shí)間為 30-50秒，膜表面的反應(yīng)是即時(shí)完成的，控制時(shí)間、反應(yīng)液的濃度是非常關(guān)鍵的步驟，這也是 本發(fā)明中的技術(shù)人員經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)后得出的更佳技術(shù)方案。作為優(yōu)選，上述制備方法中的步驟(3)中的有機(jī)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(shí) 間為18-23分鐘。高分子復(fù)合膜的制備是目前有機(jī)膜行業(yè)內(nèi)一個(gè)較大的學(xué)科，雖然很多膜制備過(guò)程 有許多相似的地方，但是不同的高分子材質(zhì)、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(lái)決定的。而這個(gè)不同的制備工藝則需要技術(shù)人員大量的實(shí)驗(yàn)，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(jī)理尚需要技術(shù)人員進(jìn)一步的分析、總結(jié)，所以 目前技術(shù)人員更多的是通過(guò)大量的膜制備實(shí)驗(yàn)、使用效果的確定來(lái)選擇膜的制備，確定的 膜的功能。本發(fā)明也正是技術(shù)人員大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)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(duì)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(guò)性，對(duì)乙醇-水溶液體系有特殊的分離效果。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于乙醇 為溶劑的分離行業(yè)。
具體實(shí)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(hù)范圍。實(shí)施例1使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī)溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果如下水通量為0 (L/m2h)。用無(wú)水乙醇，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果如下乙醇通量為 38. 71(L/m2h)。實(shí)施例2使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī)溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果如下水通量為0 (L/m2h)。用質(zhì)量濃度為80%的乙醇水溶液，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果 如下對(duì)乙醇的截留率為0，通量為37. 69 (L/m2h)。實(shí)施例3使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī) 溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。
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用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果如下水通量為0 (L/m2h)。用質(zhì)量濃度為70%的乙醇水溶液，含甲基紅，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性 能。所得結(jié)果如下對(duì)甲基紅的初始截留率為89. 29%，通量為8. 15(L/m2h)。實(shí)施例4使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī)溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)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(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果 如下對(duì)PEG1000的初始截留率為50%，乙醇通量為14. 26 (L/m2h)。實(shí)施例5使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī)溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)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(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果如下對(duì)枇 杷液的初始截留率為80%，乙醇通量為5(L/m2h)。實(shí)施例6使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī)溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果如下水通量為0 (L/m2h)。
用質(zhì)量濃度為70%的乙醇水溶液，含2000ppm的NaCl，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的 初始性能。所得結(jié)果如下對(duì)NaCl的初始截留率為53. 22%，乙醇溶液通量為9. 68 (L/m2h)。實(shí)施例7使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī)溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果如下水通量為0 (L/m2h)。用質(zhì)量濃度為40%的乙醇水溶液，含甲基紅，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性 能。所得結(jié)果如下對(duì)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(shí)施例8使用含聚丙烯腈質(zhì)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(jī)溶液接觸300秒，其中的有機(jī)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(fù)合納濾膜。用純水，在IMPa的壓力下測(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)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(cè)試膜的初始性能。所得結(jié)果 如下對(duì)PEG1000的初始截留率為60%，乙醇通量為15. 28 (L/m2h)。
權(quán)利要求
一種耐乙醇復(fù)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(zhì)，N，N 二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑，含聚丙烯腈質(zhì)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(jìn)行水洗；(2)經(jīng)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(zhì)量濃度為0.2％ 1.2％的聚異丁烯有機(jī)溶液接觸10 300秒，其中聚異丁烯有機(jī)溶液中的有機(jī)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(jīng)水洗得到復(fù)合納濾膜。
2.根據(jù)權(quán)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(jī)溶 液中溶質(zhì)的濃度為0. 3-0.4%。
3.根據(jù)權(quán)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(jī)溶液接觸時(shí)間為30-50秒。
4.根據(jù)權(quán)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(jī)溶劑為三氟 二氣乙燒。
5.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shí)間為18-23分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合納濾膜的制備方法，具體是一種耐乙醇復(fù)合納濾膜的制備方法。本發(fā)明是以聚丙烯腈為溶質(zhì)，N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)為溶劑所制備的支撐膜，支撐膜與質(zhì)量濃度為0.2％-1.2％的聚異丁烯有機(jī)溶液接觸，其中聚異丁烯有機(jī)溶液中的有機(jī)溶劑為三氟三氯乙烷、正己烷或庚烷中的一種，最后再經(jīng)烘干，可得高分子復(fù)合膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是制備的納濾膜對(duì)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(guò)性，對(duì)乙醇-水溶液體系有特殊的分離效果。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于乙醇為溶劑的分離行業(yè)。
文檔編號(hào)B01D71/42GK101961610SQ20101029845
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者吳法東, 周勇, 高從堦 申請(qǐng)人:杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心有限公司