本发明专利技术属于水处理膜技术领域，特别涉及一种新型高通量腈纶超滤膜及其制备方法和应用。所述超滤膜采用腈纶聚合物作为聚合物基质，以聚乙二醇作为添加剂，采用湿法相转化法制备。本发明专利技术中原料已商业化，成本低；所制备超滤膜通量高，具有良好的亲水性、耐污染性，同时表现出良好的运行稳定性，具有很强的工业应用潜力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水处理膜，特别涉及一种新型高通量腈纶超滤膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着社会发展，人类生活与工业生产过程中不可避免产生了水体污染，如城市污水，工业废水中的染料废水、冶金废水、煤化工废水等。膜分离技术作为一种绿色、节能、高能的分离技术，已应用于废水处理。其中反渗透膜(ro)已应用于煤化工废水回收；纳滤(nf)研究较为广泛，应用技术成熟，已应用于海水脱盐等领域。与ro和nf不同，超滤(uf)是一种具有较低的操作压力与较高通量的压力驱动膜过程。目前制备超滤膜的材料大多是聚合物材料，如聚丙烯腈(pan)、聚醚砜(pes)等，其制备方法主要为相转变法。
2、腈纶是常见的一种合成纤维品种，是聚丙烯腈纤维商品的俗称，通常由85％以上的丙烯腈和其他单体共聚物组成，这种腈纶纤维材料广泛地用于服装、装饰、产业等领域。随着对该材料的不断开发和研究，通过改性、复合材料等方法制备了聚丙烯腈基碳纤维膜，目前有将其应用于超级电容器和吸附等领域。
3、基于废水处理的环保要求，如何开发可商业化的高通量、亲水性、本征抗污染的低成本超滤膜，进一步实现膜分离技术的广泛应用，同时开发更多材料的应用价值，一直是本领域研究人员面临的关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种新型高通量腈纶超滤膜，对比目前商业化的pan超滤膜，引进了新的基质材料，同时提高了超滤膜的水通量，改进超滤膜存在的耐污染性能较差的问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
>3、一种新型高通量腈纶超滤膜，通过采用腈纶聚合物作为聚合物基质，以聚乙二醇作为添加剂，采用湿法相转化法制备。4、所述腈纶聚合物为丙烯腈与丙烯酸的二元共聚物，可以选择中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司型号aao1的腈纶聚合物或者采用中国专利申请cn118027281a中公开的方法制备获得的腈纶聚合物。
5、使用前，将腈纶聚合物在60-80℃真空干燥12-24h进行预处理，去除材料残余的溶剂分子。
6、进一步，将腈纶聚合物和聚乙二醇溶于有机溶剂二甲基亚砜制备铸膜液。
7、更进一步，铸膜液中腈纶聚合物的质量浓度为15-18％特别优选17wt％，聚乙二醇的质量浓度为3.5-8.0％更优选为7.4％。
8、所述聚乙二醇优选低分子量，因液态聚乙二醇易溶解、分散，相转化过程易脱除；本专利技术优选分子量为200的聚乙二醇。
9、具体的，将腈纶聚合物和聚乙二醇溶于有机溶剂中在60℃水浴温度下搅拌24h，使其完全溶解且减少气泡生成，然后离心脱泡，静置保持5小时至室温，得到铸膜液。
10、进一步，脱泡是在离心速度为8000rpm的条件下进行。
11、其后，将铸膜液小心倾倒在水平放置的平整光滑的玻璃板上，使用刮刀刮涂，浸入去离子水中，进行相转化过程，自然脱落获得腈纶超滤膜。
12、所述新型高通量腈纶超滤膜在水处理中有很好的应用，特别是在染料废水中有很好的应用。
13、本专利技术中使用的腈纶聚合物是丙烯腈与丙烯酸的二元共聚物，已经商业化，成本低。但该材料之前的研发着重于提升聚合物纺丝成的纤维的高吸附性，并未有应用于制膜领域的先例，特别是在超滤膜的制备领域。本申请将其作为膜的基质进行利用，通过对添加剂的选择、配合以及铸膜液的研发，与商业化的pan超滤膜相比较，本专利技术获得的超滤膜通量更高，亲水性好且具有抗污染性能，具有工业化应用的潜力。
14、本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
15、本专利技术选择已商业化的原料做基质，成本低，但通过整体工艺的调整，所制备超滤膜通量高，具有良好的亲水性、耐污染性，同时表现出良好的运行稳定性，具有很强的工业应用潜力。
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【技术保护点】
1.一种新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，采用腈纶聚合物作为基质，以聚乙二醇作为添加剂，采用湿法相转化法制备。
2.如权利要求1所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，所述腈纶聚合物为丙烯腈与丙烯酸的二元共聚物。
3.如权利要求2所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，将腈纶聚合物和聚乙二醇溶于有机溶剂二甲基亚砜制备铸膜液。
4.如权利要求3所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，铸膜液中腈纶聚合物的质量浓度为15-18 wt%，聚乙二醇的质量浓度为3.5-8.0%。
5.如权利要求4所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，聚乙二醇的质量浓度为7.4%。
6.如权利要求3所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为200。
7.如权利要求1-6任一所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，将腈纶聚合物在60-80℃真空干燥12-24 h进行预处理。
8.权利要求1-7任一制备方法获得的新型高通量腈纶超滤膜。
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9.权利要求8所述高通量腈纶超滤膜在水处理中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述超滤膜在染料废水处理中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，采用腈纶聚合物作为基质，以聚乙二醇作为添加剂，采用湿法相转化法制备。
2.如权利要求1所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，所述腈纶聚合物为丙烯腈与丙烯酸的二元共聚物。
3.如权利要求2所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，将腈纶聚合物和聚乙二醇溶于有机溶剂二甲基亚砜制备铸膜液。
4.如权利要求3所述的新型高通量腈纶超滤膜的制备方法，其特征在于，铸膜液中腈纶聚合物的质量浓度为15-18 wt%，聚乙二醇的质量浓度为3.5-8.0%。
5.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亚涛，冯孝权，朱军勇，单美霞，王景，李东洋，董冠英，宋强强，王雪玲，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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