本發(fā)明涉及分離膜制備領(lǐng)域，具體涉及一種高通量復(fù)合管式納濾膜的制備方法。
背景技術(shù)：
1、納濾膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出了不可替代的作用。其分離性能介于反滲透膜與超濾膜之間，可以憑借低能耗及有效截留小分子物質(zhì)的能力，在污水處理、藥物提純、海水淡化等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2、然而，傳統(tǒng)的卷式納濾膜組件雖應(yīng)用廣泛，但其流道狹窄、對(duì)料液預(yù)處理要求高、易于污染且清洗困難，限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。相比之下，管式膜組件以其流道寬、料液在管內(nèi)呈湍流流動(dòng)、預(yù)處理要求低及易于清洗等優(yōu)勢(shì)，更適合處理難分離物料。
3、聚偏氟乙烯（pvdf）作為一種優(yōu)質(zhì)的膜材料，具有出色的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性和耐氧化性，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。然而，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)以pvdf為基膜的管式復(fù)合納濾膜的研究相對(duì)較少，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的潛力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種高通量復(fù)合管式納濾膜的制備方法，該方法制得的管式膜具有耐用性強(qiáng)，穩(wěn)定性高，過(guò)濾通量大的優(yōu)點(diǎn)。
2、本發(fā)明的一種高通量復(fù)合管式納濾膜的制備方法，包括如下步驟：
3、s1鑄膜液的配制：將聚偏氟乙烯、添加劑和溶劑混合、攪拌、溶解、過(guò)濾和脫泡制得鑄膜液；
4、s2編管涂膜：將熱塑性樹(shù)脂在螺桿擠出機(jī)中熔融，熔噴在芯棒上制備成管式支撐層，在30～70℃下，將所述鑄膜液通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)噴頭涂覆在管式支撐層的內(nèi)壁，然后將涂敷好的管式膜浸沒(méi)在蒸餾水中得pvdf管式超濾膜；
5、s3多巴胺（pda）涂層膜的制備：將所述pvdf管式超濾膜放置在空氣浴一段時(shí)間，浸入多巴胺（pda）溶液中制得pda/pvdf管式超濾膜；
6、s4氧化石墨烯（go）膜的制備：將氧化石墨烯go粉末分散到超純水中制備氧化石墨烯的液相溶液，然后通過(guò)超聲波處理，使go薄片在液相中剝離形成go納米片，通過(guò)過(guò)濾輔助組裝策略沉積到所述pda/pvdf管式超濾膜表面而制得。
7、根據(jù)本發(fā)明，步驟s1中所述添加劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇、聚環(huán)氧乙烷、聚氨酯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯酮、二氧化硅、氧化鋁、鈦酸鋇、二氧化鈦和氧化鋅中的一種或幾種的混合物。
8、根據(jù)本發(fā)明，步驟s1中所述溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種。
9、根據(jù)本發(fā)明，步驟s1中所述聚偏氟乙烯、添加劑和溶劑的質(zhì)量比為10～30：1～20：50～89。
10、根據(jù)本發(fā)明，步驟s1中所述攪拌速率為100～1000rpm。
11、根據(jù)本發(fā)明，步驟s1中所述溶解溫度為50～90℃，溶解時(shí)間為12～48h。
12、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述熱塑性樹(shù)脂為聚丙烯（pp）、聚乙烯（pe）或聚酯（pet）。
13、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述芯棒為直徑2.87～12.12mm的不銹鋼管。
14、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述熔融和熔噴的溫度均為180～290℃。
15、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述管式支撐層為雙層或以上結(jié)構(gòu)。
16、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述pvdf管式超濾膜的切割分子量高于60000?da。
17、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述管式支撐層的厚度為100～500μm。
18、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述pvdf管式超濾膜的pvdf層厚度為30～80?μm。
19、根據(jù)本發(fā)明，步驟s2中所述pvdf管式超濾膜的直徑為3～12.7mm。
20、根據(jù)本發(fā)明，步驟s3中所述放置在空氣浴中的時(shí)間為2～12h，浸入時(shí)間為1～2h。
21、根據(jù)本發(fā)明，步驟s3中所述多巴胺溶液是將多巴胺添加到鹽酸-三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液中制備而成。
22、進(jìn)一步地，所述多巴胺的濃度為0.5～10mg/ml。
23、根據(jù)本發(fā)明，步驟s4中所述氧化石墨烯液相溶液濃度為2.5～10mg/l。
24、根據(jù)本發(fā)明，步驟s4中所述過(guò)濾輔助裝置通過(guò)使用內(nèi)徑為6～32?mm的超濾器作為過(guò)濾單元，并連接惰性氣體瓶和液體接收器，將生成的go片沉積到所述pda/pvdf膜表面。
25、進(jìn)一步地，所述沉積時(shí)間為30～60min。
26、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：
27、1）耐化學(xué)腐蝕、耐高溫、耐氧化性強(qiáng)的基膜材料：本發(fā)明采用聚偏氟乙烯（pvdf）作為核心膜材料，相較于其他有機(jī)膜材料，pvdf具有優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性和耐氧化性，使得制備的管式納濾膜能夠適用于更廣泛的工業(yè)環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)景；目前國(guó)內(nèi)外對(duì)pvdf為基膜的管式復(fù)合納濾膜的研究甚少。
28、2）創(chuàng)新的一體成型先編后涂工藝：對(duì)比傳統(tǒng)斜卷、直卷工藝，采用一體成型式管式支撐層加工方式，提高了生產(chǎn)效率，還確保了涂布液的均勻分布，從而避免了傳統(tǒng)涂布方式中可能出現(xiàn)的涂布不均、厚度不一等問(wèn)題。
29、3）新型多巴胺（pda）涂層改性技術(shù)：本發(fā)明使用多巴胺（pda）對(duì)pvdf管式超濾膜進(jìn)行涂層改性，pda不僅作為連接超薄go材料和pvdf膜的“橋梁”，還增強(qiáng)了膜表面的親水性和粘附性，為后續(xù)go納米片的沉積提供了良好的基礎(chǔ)。
30、4）顯著提高的膜性能和穩(wěn)定性：經(jīng)過(guò)上述工藝和改性技術(shù)的處理，本發(fā)明制備的管式納濾膜具有更高的分離效率、更大的通量、更強(qiáng)的耐用性和穩(wěn)定。
1.一種高通量復(fù)合管式納濾膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述添加劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、丙三醇、聚環(huán)氧乙烷、聚氨酯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯酮、二氧化硅、氧化鋁、鈦酸鋇、二氧化鈦和氧化鋅中的一種或幾種的混合物；步驟s1中所述溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種；步驟s1中所述聚偏氟乙烯、添加劑和溶劑的質(zhì)量比為10～30：1～20：50～89；步驟s1中所述攪拌速率為100～1000rpm；步驟s1中所述溶解溫度為50～90℃，溶解時(shí)間為12～48h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述熱塑性樹(shù)脂為聚丙烯、聚乙烯或聚酯；步驟s2中所述芯棒為直徑2.87～12.12mm的不銹鋼管；步驟s2中所述熔融和熔噴的溫度均為180～290℃；步驟s2中所述管式支撐層為雙層或以上結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述pvdf管式超濾膜的切割分子量高于60000?da。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述管式支撐層的厚度為100～500μm；步驟s2中所述pvdf管式超濾膜的pvdf層厚度為30～80μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述pvdf管式超濾膜的直徑為3～12.7mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述放置在空氣浴中的時(shí)間為2～12h，浸入時(shí)間為1～2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中所述多巴胺溶液是將多巴胺添加到鹽酸-三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液中制備而成；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s4中所述氧化石墨烯液相溶液濃度為2.5～10mg/l；步驟s4中所述過(guò)濾輔助裝置通過(guò)使用內(nèi)徑為6～32mm的超濾器作為過(guò)濾單元，并連接惰性氣體瓶和液體接收器，將生成的go片沉積到所述pda/pvdf膜表面；
10.由權(quán)利要求1～9任一所述的制備方法制得的高通量復(fù)合管式納濾膜。