[發(fā)明專利]納米多孔陶瓷復(fù)合反滲透膜及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210179678.1 | 申請日： | 2012-06-01 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102743984A | 公開（公告）日： | 2012-10-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 段偉;王效寧;蔡軍剛 | 申請（專利權(quán)）人： | 新加坡三泰水技術(shù)有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B01D71/56 | 分類號(hào)： | B01D71/56;B01D69/12;B01D67/00;B01D61/08;C02F1/44;C02F103/04;C02F103/08;C02F103/16 |
| 代理公司： | 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224 | 代理人： | 陳振 |
| 地址： | 新加坡加基武*** | 國省代碼： | 新加坡;SG |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 納米 多孔 陶瓷 復(fù)合 反滲透 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米多孔陶瓷復(fù)合反滲透膜及其制備方法。
背景技術(shù)
反滲透膜廣泛用于超純水的制造、堿水或海水的脫鹽等。此外，從印染廢水和電鍍廢水中除去污染物，甚至回收有效成分，使廢水和廢物再生。另外，在食品工業(yè)中可以用于有效成分的濃縮和提純等。
盡管反滲透膜技術(shù)目前已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，各種商品膜都表現(xiàn)出了較好的膜性能。但是仍然存在許多需要改進(jìn)的地方，如膜耐污染性能較差，對進(jìn)水水質(zhì)要求很高；有機(jī)膜材料強(qiáng)度低、不耐腐蝕等等。而脫鹽率與水通量仍然是一對制約膜性能的重要參數(shù)，而且在一般情況下，這兩個(gè)參數(shù)是一對矛盾，增加水通量則會(huì)降低脫鹽率，反之亦然。克服這一對矛盾成為當(dāng)前反滲透膜研究和開發(fā)過程中的重要課題。
截留率和水通量也是評(píng)價(jià)反滲透膜的兩個(gè)重要參數(shù)，截留率R(％)定義為：
在一定的操作條件下，進(jìn)料液中溶質(zhì)的濃度(Cf)與滲透液中溶質(zhì)的濃度(Cp)之差，再除以進(jìn)料液中溶質(zhì)的濃度(Cf)，再乘以100%。
水通量定義為：在一定操作條件下，單位時(shí)間內(nèi)透過單位膜面積的水的體積，本發(fā)明中的單位為L／m2·h
目前一般認(rèn)為，提高膜的親水性可以在保持鹽截留率的前提下，提高膜的水通量并且改善膜的抗污染性能。許多研究者采用高度親水的無機(jī)納米顆粒與反滲透膜復(fù)合以提高膜的親水性能。其中TiO2納米顆粒應(yīng)用較多，雖然在微濾和超濾膜中取得了較好的效果，但對于反滲透膜卻沒有取得預(yù)期的結(jié)果。這主要是由于一般采用的TiO2納米顆粒都是實(shí)心結(jié)構(gòu)，其顆粒尺寸與反滲透膜的孔徑相當(dāng)，因此當(dāng)納米顆粒復(fù)合進(jìn)入反滲透膜結(jié)構(gòu)中后，會(huì)堵塞反滲透膜的孔。結(jié)果是膜的表面接觸角降低了，即膜表面親水性提高了，但是水通量卻呈現(xiàn)出下降的趨勢。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種膜通量大、截留率高、耐污染、易清洗的納米多孔陶瓷復(fù)合反滲透膜及其制備方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種納米多孔陶瓷復(fù)合反滲透膜，包括高分子多孔支撐膜，以及均勻復(fù)合在所述高分子多孔支撐膜表面的聚酰胺功能層，所述聚酰胺功能層中均勻分布有多孔TiO2陶瓷納米顆粒；所述多孔TiO2陶瓷納米顆粒的平均粒徑為5-30nm，比表面積為50-320m2/g，平均孔徑為1~3nm，具有親水性好，孔隙率高，孔徑小等特點(diǎn)，不但可以增強(qiáng)反滲透膜的親水性，并且不會(huì)堵塞膜孔徑，而且可以有效截留離子和分子，實(shí)現(xiàn)復(fù)合反滲透膜的大膜通量和高截留率。
較佳地，所述復(fù)合反滲透膜中所述多孔TiO2陶瓷納米顆粒的質(zhì)量比為0.001%-0.34%。
較佳地，所述聚酰胺功能層由芳香族多元酰氯或芳香族多元酰氯混合物與多元胺或多元胺混合物通過界面聚合反應(yīng)制備的。
較佳地，所述聚酰胺功能層為芳香族多元酰氯或芳香族多元酰氯混合物通過界面聚合反應(yīng)制備；或者為多元胺或多元胺混合物通過界面聚合反應(yīng)制備。
較佳地，所述芳香族多元酰氯為對苯二甲酰氯、均苯三酰氯和異苯二甲酰氯；
所述多元胺為芳香族多元胺、脂肪族多元胺或者脂環(huán)族多元胺。
更佳地，所述多元胺為間苯二胺。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種納米多孔陶瓷復(fù)合反滲透膜的制備方法，包括如下步驟：
將多孔TiO2陶瓷納米顆粒加入基礎(chǔ)溶液，使所述多孔TiO2陶瓷納米顆粒均勻分散在所述基礎(chǔ)溶液中，制得功能溶液；
將所述功能溶液復(fù)合到高分子多孔支撐膜表面，得到納米多孔陶瓷復(fù)合反滲透膜。
較佳地，所述多孔TiO2陶瓷納米顆粒在所述基礎(chǔ)溶液中的含量為0.003%w/v至2%w/v。
較佳地，所述基礎(chǔ)溶液為芳香族多元酰氯溶液或/和多元胺水溶液。
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