南工大开发新型耐溶剂纳滤膜可高效分离回收有机溶剂

2018-07-31 　来源:中化新网

南京工业大学膜科学技术研究所高分子纳滤膜课题组日前研发出一种新型耐溶剂纳米纤维复合膜。技术人员采用高压溶液静电纺丝法制备的支撑层阻力低、通量高，通过化学交联法在聚合物链间形成稳定的三维交联结构，大大提升了膜的机械性能以及在极性溶剂中的化学稳定性和溶剂通量。这种新型制膜路径有望突破耐溶剂膜在应用方面的瓶颈。

　　该课题负责人孙世鹏教授表示：“耐溶剂纳滤膜是膜法高效分离回收有机溶剂和高附加值产品的必经之路，量产后将大大降低运营成本，我们有信心将其产业化并最终推向市场。”

　　据介绍，课题组采用高压溶液静电纺丝法在锡纸上堆积成疏松的聚丙烯腈(PAN)毛毡，通过热压法获得光滑平整的膜表面，在水合肼溶液中进行化学交联制备出有良好耐溶剂性能的改性PAN基膜，再通过界面聚合法制备得到聚酰胺选择层。在特殊膜结构的作用下，交联PAN纳米纤维基膜的机械强度要强于传统相转化PAN膜20倍，在截留率相同的前提下，纳米纤维复合膜的纯水通量达到自制非对称复合膜的9倍，显示出纳米纤维膜低膜阻的特性。

　　“纳米纤维复合膜在溶剂体系中也具有良好性能，在不牺牲截留率的前提下，该膜在甲醇中仍能达到10LMH/BAR的通量，性能优于相似条件下的多数文献值。”课题组科研人员介绍说。该膜在二甲基亚砜(DMSO)中运行48小时仍然能够保持较好的稳定性，这表明纳米纤维膜在有机溶剂体系中具有良好的应用前景。

　　据了解，甲醇、二甲基亚砜等有机溶剂在化工分离、精细化工产品的有机合成、药物有效成分的提取以及高附加值产品的分离纯化等诸多过程中均有广泛应用。分离回收这些有机溶剂传统采用的蒸馏、萃取等方法存在着诸如能耗较高、溶剂损耗大等弊端，高分子耐溶剂纳滤膜由于具有分离精度高、可操作性强等优势成为研究热点。

然而高分子纳滤虽然有很多应用优势，但仍然存在一些瓶颈限制了其应用，如高分子材料的抗溶剂性较差，易在溶剂中发生溶胀或溶解，且由于传统相转化膜结构致密，膜阻力较高，导致传统耐溶剂复合膜的溶剂通量普遍较低。