本发明涉及中空纤维膜,具体涉及一种可生物降解的自支撑中空纤维膜及其制备方法和应用。
背景技术:
1、由于占地面积小、分离效率高和自动化程度高等优势,高效膜分离过程被广泛应用于污水处理领域。然而,传统的膜材料大多是由不可降解的材料制备,达到使用寿命后往往难以回收利用,从而造成大量的“白色污染”。因此,可生物降解的膜材料以其独特的生物降解性和环境友好性,受到了科研人员的广泛关注。
2、近年来,以聚乳酸为基材的可生物降解膜材料在污水处理过程中备受关注。一方面,聚乳酸膜材料具有出色的渗透通量和较高的选择透过性;另一方面,由于聚乳酸的原材料在自然中廉价易得,工业生产技术成熟,其成本极低。然而,由于聚乳酸分子内含有大量的甲基等疏水基团,导致其疏水性较高,在使用过程中易发生膜丝污染现象。此外,由于聚乳酸本身结晶性较差,韧性较低,在使用过程中容易发生断丝现象,影响使用寿命。因此,可生物降解的高性能中空纤维膜制备仍然是一个挑战。
3、因此,目前非常迫切需要提供一种能够克服现有技术中所存在的上述技术问题的可生物降解自支撑中空纤维膜。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的一个或者多个问题,本发明在第一方面提供了一种可生物降解自支撑膜的制备方法,所述方法包括如下步骤:
2、(1)铸膜液的配制:将聚合物树脂、溶剂、添加剂和非溶剂按一定比例混合,在一定温度下溶解并搅拌均匀,保温脱泡;
3、(2)涂覆溶液的配制:将多巴胺和两性离子聚合物溶解配制涂覆液;
4、(3)中空纤维膜的制备:将所述铸膜液在一定温度下进行纺丝,形成中空纤维膜;
5、(4)改性中空纤维膜的制备:将所述中空纤维膜浸润到涂覆溶液中,在经过清水浸泡和甘油浸泡,制得改性中空纤维膜。
6、本发明在第二方面提供了由本发明第一方面所述的方法制得的可生物降解自支撑膜。
7、相对于现有技术,本发明的优势在于:本发明通过干喷湿纺法制备自支撑中空纤维膜,在混料中加入亲水性高分子添加剂和表面活性剂类添加剂,其一能降低铸膜液的粘度,其二能通过氢键作用增加膜的亲水性,调控膜孔的形貌呈非对称指状孔结构,并且采用多巴胺涂覆的方式进行亲水化改性,在膜表面固定一层两性离子聚合物,在膜滤过程中,膜表面会形成一层水合层,增加膜的抗污染性能。所制备的自支撑中空纤维膜亲水性高,透水性优异,出水水质好,对浊度的截留率达到99.9%以上,经过多次循环后通量仍保持在较高水平;在水中不发生水解,并在一定条件下可实现生物降解,不会对环境造成二次污染。
1.一种自支撑中空纤维膜的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述铸膜液中:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于: