一种嵌段共聚物超滤膜的再生方法技术

本发明专利技术将两亲性嵌段共聚物浸泡在选择性溶剂进行溶胀制备水处理用超滤膜，在超滤膜发生污染乃至堵塞之后，先使用嵌段共聚物中亲水性链段的亲和试剂浸泡进行预处理，取出后马上放置于疏水性链段的良溶剂蒸汽氛围中进行再生前处理。此时嵌段共聚物超滤膜与污染物结合力降低，使用纯水进行浸泡或常规冲洗即可实现有效的清洗再生。该方法避免了高压反冲洗以及清洗试剂对超滤膜造成的破坏，有效延长了超滤膜的使用寿命，为超滤膜的可持续使用，提供了一种解决方案。一种解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌段共聚物超滤膜的再生方法


[0001]本专利技术涉及一种超滤膜的再生方法，具体涉及一种嵌段共聚物超滤膜的再生方法。

技术介绍

[0002]膜分离技术兼具分离、浓缩、纯化和精制的功能，又具有高效。节能、环保以及过滤简单、易于控制等特点，光放应用于食品、医药、水处理、能源和化工等领域。按照孔径可以将分离膜细分为微滤、超滤和纳滤膜，其中超滤膜其孔径为几纳米至几十纳米，水处理应用中能够清除水中病菌和微生物。嵌段共聚物作为一种特殊的线性共聚物以广泛应用于膜分离
，用于分离膜的制备和改性。其中利用选择性溶剂进行溶胀制备的嵌段共聚物超滤膜可以保持嵌段共聚物各嵌段本身的性能，且制备方法简单易于操作，是一种绿色环保的制备方法。该方法可以形成双连续的孔道结构，其中两亲性嵌段共聚物中的亲水链段迁移至膜表面和孔道内壁，疏水性链段提供支撑并被亲水性链段包裹。
[0003]伴随着膜分离，不可避免的会产生膜污染和膜堵塞。在水处理领域，水体情况复杂多样，超滤膜主要用于过滤水中的病菌和微生物，超滤膜的主要污染物来自于被其截留的病菌和微生物以及水体中的油性物质。为应对膜污染和膜堵塞，采用化学试剂和酶试剂进行清洗角度出发进行分离膜研究。但采用化学试剂或酶试剂进行再生，往往会减少膜使用寿命。专利文献CN104209004A公开了一种用于水域轻质微量油污回收的膜组件，其利用PMMA
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PNIPAAm复合材料，制备温度响应型嵌段共聚物智能油水分离膜，在0
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28℃之间呈现亲水疏油性，使污水透过截留油类物质，随后利用温度变化改变膜材料的亲水或亲油，在高于28℃或低于0℃，膜具有亲油疏水性，从而使堵塞的油类物质透过。但该方法，仅适用于温度响应型嵌段共聚物，该类型嵌段共聚物成本较高，且多次处理后氢键容易发生不可逆破坏从而导致亲疏水性对温度响应失敏。因此，如何提供一种适用性更广，不牺牲嵌段共聚物超滤膜寿命同时可以反复多次使用的嵌段共聚物超滤膜再生方法是一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术采用两亲性嵌段共聚物作为成膜材料制备得到致密的嵌段共聚物膜，随后通过选择性溶剂溶胀开孔以制备嵌段共聚物超滤膜，在水处理过程中，当所制备的嵌段共聚物超滤膜发生膜污染造成膜性能下降甚至堵塞后，对嵌段共聚物超滤膜预处理后进行再生前处理后，即可通过纯水浸泡或常规冲洗的方式实现膜再生。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种嵌段共聚物超滤膜的再生方法，所述嵌段共聚物为两亲性嵌段共聚物，其包括亲水性链段A和疏水性链段B，所述超滤膜通过选择性溶剂溶胀开孔制备得到，其中选择性溶剂为乙醇或甲醇中的一种，溶胀时间为2h
‑
12h，溶胀温度为50
‑
70℃，所述嵌段共聚物超滤膜的再生方法包括以下步骤：
[0006](1)预处理：将被污染的嵌段共聚物超滤膜放置于亲水性链段A的亲和性试剂中浸
泡15min
‑
2h进行预处理；
[0007](2)再生前处理：将预处理后的嵌段共聚物超滤膜放置于疏水性链段B良溶剂的蒸气氛围中，保持12h
‑
48h以进行再生前处理；
[0008](3)再生清洗：对再生前处理后的嵌段共聚物超滤膜，使用纯水进行浸泡或冲洗，以去除污染物。
[0009]作为最佳选择，所述嵌段共聚物为PSF
‑
b
‑
PEG，PS
‑
b
‑
P2VP，PS
‑
b
‑
P4VP中的一种。
[0010]作为最佳选择，所述亲水性链段A良溶剂为乙醇、甲醇或正丁醇中的一种或多种。
[0011]作为最佳选择，步骤1在常温下进行。
[0012]作为最佳选择，所述疏水性链段B良溶剂为二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、正己烷、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或多种。
[0013]作为最佳选择，所述步骤2在常温下进行。
[0014]作为最佳选择，所述的再生方法，步骤2中疏水性链段B良溶剂的蒸气氛围的气体压力为疏水性链段B良溶剂的饱和蒸气压。
[0015]作为最佳选择，所述再生方法还包括步骤(4)：再生恢复：经过步骤1
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3反复再生20
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30次后，嵌段共聚物超滤膜的膜通量显著下降后，将再生后的嵌段共聚物超滤膜浸泡在选择性溶剂中溶胀以恢复膜通量。
[0016]作为最佳选择，所述再生方法的步骤4中，溶胀温度为45
‑
60℃，溶胀时间为15min
‑
1h，选择性溶剂为乙醇或甲醇中的一种。
[0017]所述再生方法步骤4中的选择性溶剂优选为乙醇。
[0018]在上述处理过程中，通过预处理和再生前处理步骤的结合能够显著提高再生程度和再生次数。由于污染时通常是亲水性链段与污染物产生粘附力，因此，在预处理步骤中，在低温条件下，在亲水链段A亲和性试剂的作用下，未被污染的亲水链段迁移至表面和孔道内壁，基于竞争机制破坏了已有亲水链段和污染物之间的结合，同时使得下一步骤中疏水链段B的良溶剂蒸气更易于渗透进入嵌段共聚物超滤膜中。随后在再生前处理步骤中，通过疏水链段B良溶剂的蒸气不断深入嵌段共聚物使得疏水性链段向膜表面和孔道内壁产生轻微的链段偏移，造成膜表面和孔道内壁疏水性暂时提高，使得污染物与超滤膜之间的粘附力大大降低易于脱落。由于膜本身的骨架结构已经固定，因此疏水链段B的链段偏移是暂时的，将嵌段共聚物超滤膜从疏水链段B的良溶剂的蒸气氛围中取出后，疏水链段B归于原位。在再生前处理步骤中，使用疏水链段B良溶剂蒸气进行再生前处理，避免了直接将嵌段共聚物超滤膜浸泡在疏水链段B的良溶剂或其良溶剂的某种混合溶剂中造成的孔径减小或闭孔以及膜整体亲水性下降所导致的膜性能下降的问题。
[0019]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1.本专利技术中的成膜材料为两亲性嵌段共聚物，而非局限于具有特殊响应性的嵌段共聚物，方法适用性更广，能够成本更低；
[0021]2.本专利技术采用两亲性嵌段共聚物，通过将嵌段共聚物膜浸泡在选择性溶剂中溶胀制备得到水处理用超滤膜，当超滤膜发生污染乃至堵塞时，先使用嵌段共聚物中亲水性链段的亲和性试剂浸泡进行预处理，取出后马上放置于疏水性链段B的良溶剂蒸气氛围中进行再生前处理。此时嵌段共聚物超滤膜与污染物结合力降低，使用纯水进行简单冲洗即可实现有效的清洗再生，该步骤操作简单。通过预处理和再生前处理步骤的结合，使得再生程
度高，且可以反复多次进行再生。
[0022]3.疏水性链段B的良溶剂具体选择为二氯甲烷、甲苯以及正己烷等，上述溶剂是疏水性链段B的良溶剂，同时对亲水性链段A的亲和性差或无亲和性。即，在再生前处理步骤中利用疏水性链段B良溶剂对亲水性链段A和疏水性链段B亲和性的差异，诱导疏水性链段B向膜表面和孔道内壁偏移。
[0023]4使用疏水性链段B的良溶剂蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌段共聚物超滤膜的再生方法，所述嵌段共聚物为两亲性嵌段共聚物，其包括亲水性链段A和疏水性链段B，所述嵌段共聚物超滤膜通过选择性溶剂溶胀开孔制备得到，其中选择性溶剂为乙醇或甲醇中的一种，溶胀时间为2h
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12h，溶胀温度为50
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70℃，其特征在于所述再生方法包括以下步骤：(1)预处理步骤：将被污染的嵌段共聚物超滤膜放置于亲水性链段A的亲和性试剂中浸泡15min
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2h进行预处理；(2)再生前处理：将预处理后的嵌段共聚物超滤膜放置于疏水性链段B良溶剂的蒸气氛围中，保持12h
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48h以进行再生前处理；(3)再生清洗：对再生前处理后的嵌段共聚物超滤膜，使用纯水进行浸泡或冲洗，以去除污染物。2.根据权利要求1所述的再生方法，其特征在于所述嵌段共聚物为PSF
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PEG，PS
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P2VP，PS
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b
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P...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晨润，张丽，张杰，乔来红，
申请(专利权)人：泰州清润环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：