本发明专利技术公开了聚电解质络合物/聚丙烯腈中空纤维复合渗透汽化膜的制备方法。1）将聚阳离子和聚阴离子分别溶于酸性水溶液，然后将聚阳离子溶液滴入聚阴离子溶液中得到络合物沉淀，最后络合物沉淀分散于碱性水溶液中配成络合物溶液。2）向络合物溶液中加入适量酸和二醛搅拌均匀，配制成铸模液。3）将铸模液涂覆于部分水解的聚丙烯腈中空纤维膜外表面，恒定温度烘干可得中空纤维复合膜。本发明专利技术制备的聚电解质络合物/聚丙烯腈中空纤维复合渗透汽化膜，综合了聚电解质络合物膜的高渗透汽化性能和聚丙烯腈中空纤维填装密度高、成本低及自支撑结构的优点，克服了传统平板渗透汽化膜占地面积大的缺点，在有机混合液脱水的工业化应用中有广泛的前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子复合中空纤维膜的制备和渗透汽化分离领域，主要涉及一种。
技术介绍
渗透汽化作为一种膜分离技术，主要用于有机物脱水，水中脱除微量有机物以及有机混合物分离三大领域。目前公认的分离机理是液体混合物各个组分在蒸汽压差的推动下由于它们在渗透汽化膜中的溶解速率与扩散速率的不同而实现分离。渗透汽化技术与传统的分离工艺，如精馏、吸附、萃取等相比，具有能耗低、分离效率高、操作方便等优点。在三大应用领域中，有机物脱水膜在学术和工业界研究得最为广泛，醇类脱水已实现了工业化。非对称中空纤维膜在渗透汽化分离中的应用十分引人注目。与平板式渗透汽化膜相比，中空纤维膜的优势主要体现在以下三个方面(R.X. Liu, X. Y. Qiao, Τ. S. Chung, J. Membr. Sci. 294 (2007) 103-114): (1)高的填装密度，单位体积的有效表面积大；(2) 自支撑结构，具有良好的力学性能；C3)自备的真空通道，进料液走壳层而在管内侧施加真空。然而，制备具有选择性致密皮层同时又具备高抗溶胀性的非对称中空纤维膜是极具挑战性的。由高选择性的致密分离层和低溶胀性的多空支撑层复合而成的双层中空纤维膜的制备是常用的行之有效的解决措施。聚电解质是一类典型的水溶性高分子材料，如壳聚糖，海藻酸钠，羧甲基纤维素钠和聚二甲基二烯丙基氯化铵等。聚电解质渗透汽化脱水膜具有很高的渗透通量，但其在水-有机物混合液中会发生过度溶胀，因此膜的分离性能较差。聚电解质络合物是由带有相反电荷的聚电解质通过静电相互作用力结合在一起的一类高分子复合材料，自首次被提出后，一直受到人们的广泛关注。聚电解质络合物既存在离子交联，又荷载一定的电性。因此，聚电解质络合物膜在水中不会过度溶胀，但又具有良好的亲水性。所以，聚电解质络合物膜十分适合作为有机物脱水膜。然而，聚电解质络合物通常是不溶不熔，难以加工成膜。 近年来，我们采用酸保护-去保护法成功制得了一类可溶性聚电解质络合物，并制成渗透汽化膜用于醇类脱水。渗透汽化性能显示，这类聚电解质络合物膜具有高分离性和超渗透性的特点(Q. Zhao, J. W. Qian, Q. F. An, C. J. Gao, Z. L. Gui, H. T. Jin, J. Membr. Sci. 333 (2009) 68 - 78)。中空纤维复合渗透汽化膜的分离性和渗透性分别由分离因子 (α w/。)和渗透通量(J)评估。渗透汽化测试过程中，进料液走中空纤维复合膜的壳层而在复合膜内侧施加真空，真空度维持在180帕。其定义如下透过液重量fe) —膜面积(《2)χ透过时间(A)其中渗透重量通过称重法得到，C’ w、C’。为透过液中水和有机物的质量百分浓度，它们的值由气相色谱或者示差折光仪确定。Cw、c。为进料液中水和有机物的质量百分浓度，其值为实验所配进料液组成。综上所述，结合聚电解质络合物渗透汽化膜和非对称中空纤维膜的优点，制备一种聚电解质络合物-聚丙烯腈中空纤维复合的渗透汽化膜是人们所期待的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。的步骤如下1)首先在1000 5000质量份水中加入2 10质量份酸，配制成酸性水溶液；然后将 1 20质量份聚二甲基二烯丙基氯化铵溶于1000 5000质量份上述酸性水溶液中配成聚阳离子溶液，5 30质量份羧甲基纤维素钠溶于1000 5000质量份上述酸性水溶液中配成聚阴离子溶液；然后将聚阳离子溶液滴入聚阴离子溶液中得到聚二甲基二烯丙基氯化铵 /羧甲基纤维素钠络合物，洗涤，真空烘干至恒重，向1000质量份水中加入1 5质量份无机碱配制成碱性水溶液，将5 50质量份聚二甲基二烯丙基氯化铵/羧甲基纤维素钠络合物溶解于上述碱性水溶液中配成络合物溶液；2)取1000质量份上述络合物溶液，加入0 2质量份酸和0 30质量份二醛充分搅拌至均勻，静置脱泡配制成铸模液；3)在1000质量份水中加入10 100质量份无机碱配成碱性水溶液，维持碱溶液温度在30 80°C，将聚丙烯腈中空纤维膜浸入上述碱溶液中0. 5 5小时；然后将聚丙烯腈中空纤维膜取出，用去离子水充分冲洗至中性，完成聚丙烯腈中空纤维膜的水解，将步骤2)中制备的铸模液均勻涂敷在经部分水解的聚丙烯腈中空纤维膜外表面，然后置于30 100°C 烘干1 10小时，即得到聚电解质络合物/聚丙烯腈中空纤维复合渗透汽化膜。所述步骤1)和步骤2)中的酸为醋酸、硫酸或盐酸。所述步骤1)中所得到的聚二甲基二烯丙基氯化铵/羧甲基纤维素钠络合物中聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量含量为 10wt% 80wt%。所述步骤1)和步骤3)中的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。所述步骤2) 中的二醛为丙二醛、丁二醛、戊二醛或己二醛。本专利技术采用涂覆法制备了带有聚电解质络合物均一皮层的中空纤维复合膜，其支撑底膜为经浓碱水解的聚丙烯腈中空纤维膜。本专利技术采用的两种聚电解质材料普通易得， 价格便宜。本专利技术工艺可控，可重复性好，制备的中空纤维复合膜的组成可控，膜结构均一， 膜通量大，选择性高，同时具有良好的长期稳定性。本专利技术将聚电解质络合物的高渗透汽化性能与中空纤维膜的高填装密度、自支撑结构、低成本等优势相结合，在渗透汽化醇脱水中有广泛的工业化应用前景。具体实施例方式4的步骤如下1)首先在1000 5000质量份水中加入2 10质量份酸，配制成酸性水溶液；然后将 1 20质量份聚二甲基二烯丙基氯化铵溶于1000 5000质量份上述酸性水溶液中配成聚阳离子溶液，5 30质量份羧甲基纤维素钠溶于1000 5000质量份上述酸性水溶液中配成聚阴离子溶液；然后将聚阳离子溶液滴入聚阴离子溶液中得到聚二甲基二烯丙基氯化铵 /羧甲基纤维素钠络合物，洗涤，真空烘干至恒重，向1000质量份水中加入1 5质量份无机碱配制成碱性水溶液，将5 50质量份聚二甲基二烯丙基氯化铵/羧甲基纤维素钠络合物溶解于上述碱性水溶液中配成络合物溶液；2)取1000质量份上述络合物溶液，加入0 2质量份酸和0 30质量份二醛充分搅拌至均勻，静置脱泡配制成铸模液；3)在1000质量份水中加入10 100质量份无机碱配成碱性水溶液，维持碱溶液温度在30 80°C，将聚丙烯腈中空纤维膜浸入上述碱溶液中0. 5 5小时；然后将聚丙烯腈中空纤维膜取出，用去离子水充分冲洗至中性，完成聚丙烯腈中空纤维膜的水解，将步骤2)中制备的铸模液均勻涂敷在经部分水解的聚丙烯腈中空纤维膜外表面，然后置于30 100°C 烘干1 10小时，即得到聚电解质络合物/聚丙烯腈中空纤维复合渗透汽化膜。所述步骤1)和步骤2)中的酸为醋酸、硫酸或盐酸。所述步骤1)中所得到的聚二甲基二烯丙基氯化铵/羧甲基纤维素钠络合物中聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量含量为 10wt% 80wt%。所述步骤1)和步骤3)中的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。所述步骤2) 中的二醛为丙二醛、丁二醛、戊二醛或己二醛。实施例1在2000质量份水中加入2质量份醋酸配制成酸性水溶液；然后将1质量份聚二甲基二烯丙基氯化铵溶于1000质量份上述酸性水溶液中配成聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液，5质量份羧甲基纤维素钠溶于1000质量份上述酸性水溶液中配成羧甲基纤维素钠溶液，接着将聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种聚电解质络合物／聚丙烯腈中空纤维复合渗透汽化膜的制备方法，其特征在于它的步骤如下：１）首先在１０００～５０００质量份水中加入２～１０质量份酸，配制成酸性水溶液；然后将１～２０质量份聚二甲基二烯丙基氯化铵溶于１０００～５０００质量份上述酸性水溶液中配成聚阳离子溶液，５～３０质量份羧甲基纤维素钠溶于１０００～５０００质量份上述酸性水溶液中配成聚阴离子溶液；然后将聚阳离子溶液滴入聚阴离子溶液中得到聚二甲基二烯丙基氯化铵／羧甲基纤维素钠络合物，洗涤，真空烘干至恒重，向１０００质量份水中加入１～５质量份无机碱配制成碱性水溶液，将５～５０质量份聚二甲基二烯丙基氯化铵／羧甲基纤维素钠络合物溶解于上述碱性水溶液中配成络合物溶液；２）取１０００质量份上述络合物溶液，加入０～２质量份酸和０～３０质量份二醛充分搅拌至均匀，静置脱泡配制成铸模液；３）在１０００质量份水中加入１０～１００质量份无机碱配成碱性水溶液，维持碱溶液温度在３０～８０℃，将聚丙烯腈中空纤维膜浸入上述碱溶液中０．５～５小时；然后将聚丙烯腈中空纤维膜取出，用去离子水充分冲洗至中性，完成聚丙烯腈中空纤维膜的水解，将步骤２）中制备的铸模液均匀涂敷在经部分水解的聚丙烯腈中空纤维膜外表面，然后置于３０～１００℃烘干１～１０小时，即得到聚电解质络合物／聚丙烯腈中空纤维复合渗透汽化膜。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱锦文，刘彦星，安全福，赵强，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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