納濾膜的表層較反滲透膜疏松得多,較超濾膜的表層又要致密的多。因此,納濾膜制膜關(guān)鍵是合理調(diào)節(jié)表層的疏松程度,以形成大量具有納米級的表層孔。目前,主要有以下四種制備方法。
一、轉(zhuǎn)化法
轉(zhuǎn)化法又分為超濾膜轉(zhuǎn)化法和反滲透膜轉(zhuǎn)化法兩種。
1.超濾膜轉(zhuǎn)化法
納濾膜的表層較超濾膜致密,故可以調(diào)節(jié)制膜工藝條件先制的較小孔徑的超濾膜,然后對該膜進(jìn)行熱處理、荷電化后處理使膜表面致密化,而得到具有納米級表層孔的納濾膜。
利用此法,高田耕一等人先制的小孔徑的(PPCA)超濾膜,再對該膜熱處理,最后用發(fā)煙硫酸磺化,制的PPAC納濾膜。該膜在0.4MPa壓力下,對聚乙烯醇-1000的截留率高達(dá)94%,水通量為1.3M3/(m2.d)。
2.反滲透膜轉(zhuǎn)化法
納濾膜的表層較反滲透膜疏松,可以在充分研究反滲透膜制膜工藝條件的基礎(chǔ)上,調(diào)整合適的有利于膜表面疏松化的工藝條件,如鑄膜液中添加劑的選擇,各成分的比例及濃度等,使表層疏松化而制得納濾膜。LP-300低壓膜就是在PA-300反滲透膜的基礎(chǔ)上制備成功的,低壓NS-300膜也是在此思路下制備成功的。
二、共混法
三、混合法
四、荷電化法
荷電化法是制備納濾膜的重要方法。膜通過荷電化不僅可提高膜的耐壓密性、耐酸堿性及抗污染性,而且可以調(diào)節(jié)膜表面的疏松程度,同時利用道南離子效應(yīng)可分離不同價數(shù)的離子,大大提高膜材料的親水性,制的高水通量的納濾膜。
荷電膜大體可分為兩類:一類是表層荷電膜,另一類是整體荷電膜。
荷電化的方法很多,并且為了制的高性能的納濾膜,往往將荷電化法其他方法如共混法、復(fù)合法結(jié)合。大體上有以下幾種主要方法。
1.表層化學(xué)處理
該方法可先將帶有反應(yīng)基團(tuán)的聚合物制成超濾膜 ,再用荷電性試劑處理表層縮小孔徑,如氯甲基化/季銨化聚砜膜;也可用具有強(qiáng)反應(yīng)基的荷電試劑如發(fā)煙硫酸直接處理膜表層使其荷電化,該法主要用于制備表層荷電膜,如聚砜改性膜等。
2.荷電材料通過L-S相轉(zhuǎn)化法直接成膜
如磺化聚砜膜等。
3.含?法
該方法是將基膜?入含有荷電材料的溶液中,在借助于熱、光、輻射、加入離子等方法使之交聯(lián)成膜,這類膜有UTE系列膜等。這里膜基本和荷電材料基本上是物理結(jié)合。
4.成互聚合法
該方法是將基膜?入一種聚電解質(zhì)和一種高分子的共溶液中,取出使之在一定條件下成膜。這類膜有聚陰離子膜和聚陽離子膜。聚陰離子一般為堿金屬的磺酸鹽,聚陽離子一般為聚苯乙烯三甲基氯胺,這種膜在較低壓力下,可以從蔗糖中分離葡萄糖。
目前工業(yè)上的納濾膜大都是荷電膜。這種膜的制膜關(guān)鍵是根據(jù)被分離對象的性質(zhì)決定荷陰電還是荷陽電,并要控制好離子交換容量及膜電位等。