聚芳醚类分离膜、制备方法、应用技术

本发明专利技术涉及膜材料技术领域，公开了聚芳醚类分离膜、制备方法、应用，本发明专利技术提供的分离膜是以N

【技术实现步骤摘要】
聚芳醚类分离膜、制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及膜材料
，具体地说，涉及聚芳醚类分离膜、制备方法、应用。

技术介绍

[0002]如何解决日益严重的含油废水给生态系统带来的巨大挑战和加剧全球水资源短缺的问题是当务之急。膜分离技术由于具有诸多适用于实际含油废水处理的优点(如高效、低成本及无二次污染等)成为了油水分离应用的主流技术。然而，作为膜分离的核心材料，具有多孔结构的聚合物膜由于其固有的疏水性易产生膜污染问题，从而导致能耗增加、性能下降和使用寿命降低。因此，为了解决上述瓶颈，开发具有优异防污能力、高化学稳定性和高分离效率的先进膜材料是关键。
[0003]目前，基于常见聚合物如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乳酸(PLA)及聚丙烯腈(PAN)等制备的膜由于材料本身的缺陷往往存在难以在严苛环境下使用以及力学性能差等问题。相比之下，聚芳醚腈(PEN)由于分子链中存在的苯环、氰基和醚键可以保证PEN膜的高机械强度、抗腐蚀和耐热性，在制备高性能油水分离膜材料方面具有独特优势。但是，与上述几种高分子膜材料类似，PEN膜固有的疏水性同样容易导致其在油水分离过程中产生严重的膜污染问题，进而造成膜使用寿命的下降。
[0004]为了解决这些问题，研究人员通过在膜表面构建微/纳粗糙结构以及亲水化学组成制备出了超润湿复合膜，在保持较高的油水分离能力的同时可以通过降低油滴对膜表面的粘附力来延长膜的使用寿命。然而，实际情况下的含油废水通常组成较为复杂，如含有可溶有机物、胶体物质、细菌/微生物等，多重污染物的存在造成更加棘手的膜污染问题，这对膜材料的实际应用提出了更大的挑战。所以具有绿色、可持续及低能耗等优点的光催化降解与膜分离技术的结合成为近年来解决膜复杂污染问题的有效方法。

技术实现思路

[0005]<本专利技术解决的技术问题>
[0006]用以解决现有技术存在的膜材料在应用于油水分离时易被污染而致使用寿命下降的问题。
[0007]<本专利技术采用的技术方案>
[0008]针对上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供聚芳醚类分离膜、制备方法、应用。
[0009]具体内容如下：
[0010]第一，本专利技术提供了一种聚芳醚类分离膜，是以N
‑
Bi2O2CO3经亲水改性，得到改性物，改性物负载于膜材料表面，得到分离膜。
[0011]第二，本专利技术提供了一种前述提及的聚芳醚类分离膜的制备方法，包括如下步骤：
[0012]改性物抽滤到膜材料，并经干燥得到分离膜。
[0013]第三，本专利技术通过了一种前述提及的聚芳醚类分离膜在含油废水的应用。
[0014]<本专利技术达到的有益效果>
[0015]本专利技术以膜材料为基底，通过超润湿表面构建原理与表面功能化技术相结合制备抗多重污染超润湿膜材料，将其应用在复杂环境下的含油废水处理。为此，本专利技术将表面亲水功能改性与表面微/纳粗糙结构构建相结合，通过负载将N
‑
Bi2O2CO3稳固负载于膜材料表面，制备具有高效油水分离能力和抗多重污染(抗油污、光催化自清洁、抗菌)的超润湿膜。
[0016]本专利技术得到的聚芳醚类分离膜，膜表面具有超湿性(WCA＝0
°
，UOCA>150
°
)，使该膜具有超低的油粘性。聚芳醚类分离膜对各种乳液表现出优异的分离通量(632.79～762.81L
·
m
‑2·
h
‑1)和分离效率(>99.16％)。即使在高温和高盐条件下，复合膜也能保持超湿能力和良好的分离性能。更重要的是，N
‑
Bi2O2CO3赋予了膜更强的光催化自清洁能力，使膜材料对各种染料有良好的降解作用(MO：95.53％，MeB：96.40％，CV：96.45％，CR：87.14％)，实现了复合膜优异的协同防污能力。
附图说明
[0017]图1为(a)PEN膜的水接触角；(b)M1
‑
M5的水接触角；
[0018]图2为(a)M1
‑
M5的水接触角以及纯水通量；(b)NB/ADP@PEN膜对不同种类油滴的水下油接触角；
[0019]图3为NB/ADP@PEN复合膜的动态粘附实验；
[0020]图4为(a)M1
‑
M5对石油醚SFE的分离通量及效率；(b)M1
‑
M5对石油醚SSE的油水分离通量及效率；
[0021]图5为NB/ADP@PEN复合膜对不同种类的(a)SFE的油水分离通量及效率；(b)SSE的油水分离通量及效率；(c)NB/ADP@PEN复合膜的循环试验；
[0022]图6为(a
‑
b)NB/ADP@PEN复合膜在90℃和2M NaCl溶液中浸泡时间与水接触角和水下油接触角的关系图；(c
‑
d)NB/ADP@PEN复合膜在90℃和2M NaCl溶液中浸泡时间对乳液的分离通量与分离效率的关系图；
[0023]图7为(a)B/ADP@PEN和NB/ADP@PEN复合膜对不同染料的光催化降解曲线；(b)B/ADP@PEN对甲基橙的吸光度曲线；(c
‑
f)NB/ADP@PEN复合膜对不同染料的吸光度曲线；(g)各种染料不同降解时间下的数码照片。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0025]<技术方案>
[0026]第一，本专利技术提供了一种聚芳醚类分离膜，是以N
‑
Bi2O2CO3经亲水改性，得到改性物，改性物负载于膜材料表面，得到分离膜。
[0027]本专利技术中，N
‑
Bi2O2CO3的亲水改性的步骤为，N
‑
Bi2O2CO3经分散得到悬浮液；将缓冲液、PEI、DA共混后，再加入悬浮液经反应得到。
[0028]进一步地，N
‑
Bi2O2CO3、PEI、DA的质量比为2～12:20～25:20～25。
[0029]进一步地，缓冲液包括Tirs
‑
HCl、APS、溶剂。Tirs
‑
HCl与APS的质量比为30～40:7
～13。缓冲液的pH值为8.5。
[0030]本专利技术中，膜材料为PEN经静电纺丝得到的PEN纤维膜。
[0031]具体地，PEN纤维膜中，PEN与DMF的比例为10～20:70～80。其制备方法为，通过静电纺丝制备多孔PEN纤维膜来作为复合膜的支撑层。首先，将一定量的PEN(聚萘二甲酸乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚芳醚类分离膜，其特征在于，是以N
‑
Bi2O2CO3经亲水改性，得到改性物，改性物负载于膜材料表面，得到分离膜。2.根据权利要求1所述的聚芳醚类分离膜，其特征在于，亲水改性的步骤为，N
‑
Bi2O2CO3经分散得到悬浮液；将缓冲液、PEI、DA共混后，再加入悬浮液经反应得到。3.根据权利要求2所述的聚芳醚类分离膜，其特征在于，N
‑
Bi2O2CO3、PEI、DA的质量比为2～12:20～25:20～25。4.根据权利要求2所述的聚芳醚类分离膜，其特征在于，缓冲液包括Tirs
‑
HCl、APS、溶剂。5.根据权利要求1所述的聚芳醚类分离膜，其特征在于，膜材料为PEN经静电纺丝得到的PEN纤维膜。6.根据权利要求1至5中...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹迎青，孙傲，陈锡敏，贾鸿珊，唐鋆磊，杨旭林，余宗学，胡佳欣，祝菲，董洪雨，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：