一種具有規(guī)則表面形態(tài)納濾膜的制備方法
【專利說明】
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于納濾膜技術(shù)領域。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有規(guī)則表面形態(tài)納濾膜的制備方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]膜分離技術(shù)是當前污水處理行業(yè)中高速發(fā)展的新型技術(shù)，納濾膜作為一種具有適度脫鹽率的水處理膜，被廣泛應用在食品、醫(yī)藥、凈水處理等行業(yè)。傳統(tǒng)納濾膜多使用脂肪多元胺，特別是哌嗪作為界面聚合反應單體，其NaCl的去除率為10?60%;傳統(tǒng)反滲透多使用芳香族多元胺，特別是間苯二胺作為界面反應單體，其NaCl的去除率為95?99.8%。在脫鹽率60?95%范圍內(nèi)缺少一種合適的反應單體。長期以來，反滲透/納濾膜的制備方法以傳統(tǒng)的浸漬法或者簾式涂布法為主，只能夠使用單一的多元胺作為界面聚合反應單體，雖然制備的膜片表面光滑，均一性好，但無法同時使用兩種不同的單體在局部做出不同的脫鹽層。
[0003]本發(fā)明采用噴墨打印原理，實現(xiàn)了微米尺度上脫鹽層材料的差異化，使得膜片整體反應出來的性能介于納濾與反滲透之間，并且通過調(diào)控兩種不同胺溶液噴涂比利，可以實現(xiàn)不同整體通量和脫鹽率的調(diào)控。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004][要解決的技術(shù)問題]
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種具有規(guī)則表面形態(tài)納濾膜的制備方法。
[0006][技術(shù)方案]
[0007]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0008]本發(fā)明涉及一種具有規(guī)則表面形態(tài)納濾膜的制備方法。
[0009]該制備方法的步驟如下:使用噴嘴陣列在聚砜多孔膜上交替涂覆不同多元胺溶液，然后涂覆均苯三甲酰氯溶液，接著讓涂覆在聚砜多孔膜上的不同多元胺與均苯三甲酰氯在溫度30?120°C下進行界面聚合反應，于是得到所述具有規(guī)則表面形態(tài)的納濾膜。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述的噴嘴陣列是由第一排噴嘴與第二排噴嘴按照噴嘴對應方式排列組成。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在第一排噴嘴中，按照一定間隔規(guī)律將這些噴嘴設定為芳香多元胺溶液A噴嘴，其余噴嘴設定為脂肪多元胺溶液B噴嘴;與此同時，在第二排噴嘴中，將與第一排芳香多元胺溶液A噴嘴相對應的噴嘴設定為脂肪多元胺溶液B噴嘴，其余噴嘴設定為芳香多元胺溶液A噴嘴。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述的一定間隔規(guī)律是在兩個相鄰芳香多元胺溶液A噴嘴之間有I?4個脂肪多元胺溶液B噴嘴。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在同一排中，在兩個相鄰芳香多元胺溶液A噴嘴之間的I?4個脂肪多元胺溶液B噴嘴數(shù)順序地按照一定規(guī)律改變。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述噴嘴陣列的每個噴嘴直徑是35?100微米，而噴嘴間距是150?400微米。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述噴嘴的噴涂方式是脈沖式噴涂方式，其脈沖頻率10000?40000次/min。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，芳香多元胺與脂肪多元胺打印分辨率是150?400微米。
[0017]下面將更詳細地描述本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明涉及一種具有規(guī)則表面形態(tài)納濾膜的制備方法。
[0019]該制備方法的步驟如下:使用噴嘴陣列在聚砜多孔膜上交替涂覆不同多元胺溶液，然后涂覆均苯三甲酰氯溶液，接著讓涂覆在聚砜多孔膜上的不同多元胺與均苯三甲酰氯在溫度30?120°C下進行界面聚合反應，于是得到所述具有規(guī)則表面形態(tài)的納濾膜。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述的噴嘴陣列是由第一排噴嘴與第二排噴嘴按照噴嘴一一對應方式排列組成，所述噴嘴陣列的每個噴嘴直徑是35?100微米。如果每個噴嘴直徑小于35微米，則形成的液滴過小，設備精度難以滿足并且打印速度不經(jīng)濟;如果每個噴嘴直徑大于100微米，則形成的液滴過大，在后續(xù)的界面聚合反應易形成缺陷。因此，每個噴嘴直徑為35?100微米是合適的。此外，每個噴嘴之間的間距為150?400微米。如果每個噴嘴之間的間距小于150微米，則兩種不同的多元胺容易混溶;如果每個噴嘴之間的間距大于400微米，則不同噴嘴間的液體無法做到完全覆蓋；因此，每個噴嘴之間的間距為150?400微米是妥當?shù)?。每一排噴嘴?shù)量可以根據(jù)聚砜多孔膜寬度確定。
[0021]在第一排噴嘴中，按照一定間隔規(guī)律將這些噴嘴設定為芳香多元胺溶液A噴嘴，其余噴嘴設定為脂肪多元胺溶液B噴嘴;與此同時，在第二排噴嘴中，將與第一排芳香多元胺溶液A噴嘴相對應的噴嘴設定為脂肪多元胺溶液B噴嘴，其余噴嘴設定為芳香多元胺溶液A噴嘴。
[0022]在本發(fā)明中，所述的一定間隔規(guī)律是在兩個相鄰芳香多元胺溶液A噴嘴之間有I?4個脂肪多元胺溶液B噴嘴。
[0023]在同一排中，在兩個相鄰芳香多元胺溶液A噴嘴之間的I?4個脂肪多元胺溶液B噴嘴數(shù)順序地按照一定規(guī)律改變。具體可以參見附圖1 -2。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，所述噴嘴的噴涂方式是脈沖式噴涂方式，其脈沖頻率10000?40000次/min。
[0025]根據(jù)本發(fā)明制備方法，芳香多元胺與脂肪多元胺打印分辨率是150?400微米。
[0026]本發(fā)明方法采用分區(qū)打印法，將使用不同配方的納濾膜和反滲透膜打印在一起，從而形成具有規(guī)律陣列的納濾膜，從而實現(xiàn)通量和脫鹽率的整體調(diào)控。
[0027][有益效果]
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明方法采用分區(qū)打印法，實現(xiàn)任意陣列組合，將使用不同配方的納濾膜和反滲透膜打印在一起，從而形成具有規(guī)律陣列的納濾膜，從而實現(xiàn)通量和脫鹽率的整體調(diào)控。
【【附圖說明】】
[0029]圖1是實施例1使用的本發(fā)明噴嘴陣列示意圖；
[0030]圖2是實施例2使用的本發(fā)明的噴嘴陣列示意圖；
[0031]圖中:
[0032]?代表芳香多元胺溶液A噴嘴；
[0033]?代表脂肪多元胺溶液B噴嘴。
【【具體實施方式】】
[0034]通過下述實施例將能夠更好地理解本發(fā)明。
[0035]實施例1:具有規(guī)則表面形態(tài)納濾膜的制備
[0036]該實施例的實施步驟如下:
[0037]該實施例使用的噴嘴陣列由第一排噴嘴與第二排噴嘴按照噴嘴一一對應方式排列組成，所述噴嘴陣列的每個噴嘴直徑是35微米，每個噴嘴之間的間距為320微米。在本實施例中，以重量計3 %間苯二胺水溶液噴嘴為芳香多元胺溶液A噴嘴，以重量計I %哌嗪水溶液噴嘴為脂肪多元胺溶液B噴嘴。
[0038]在第一排噴嘴中，按照在兩個相鄰芳香多元胺溶液A噴嘴之間有I個脂肪多元胺溶液B噴嘴的間隔規(guī)律，將這些噴嘴設定為芳香多元胺溶液A噴嘴，其余噴嘴設定為脂肪多元胺溶液B噴嘴;與此同時，在第二排噴嘴中，將與第一排芳香多元胺溶液A噴嘴相對應的噴嘴設定為脂肪多元胺溶液B噴嘴，其余噴嘴設定為芳香多元胺溶液A噴嘴。在兩個相鄰芳香多元胺溶液A噴嘴之間有I個脂肪多元胺溶液B噴嘴，并且按照這個規(guī)律順序地改變。具體可以參見附圖1。所述噴嘴的噴涂方式是脈沖式噴涂方式，其脈沖頻率30000次/min。芳香多元胺與脂肪多元胺打印分辨率是150微米。本實施例只進行一次噴涂，通過控制，使得單次噴涂厚度為30微米。使用冷風對噴涂胺溶液的膜片進行干燥，然后將膜片浸入含有以重量計
0.1%均苯三甲酰氯的環(huán)己烷中10s，取出膜片，再置于空氣中自然陰干3min，得到所述的納濾膜，然后放入純水中浸泡待用。
[0039]按照下述納濾膜片測試標