[發明專利]一種共混雜化脫硼親和膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201410041290.4
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103752188A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 孟建強;王喆;王盼
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D67/00;B01D69/12;B01D69/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明涉及一種共混雜化脫硼親和膜及其制備方法，屬于水處理領域中復合膜的制備技術。

技術背景

世界淡水資源日益緊缺，海水淡化工業備受人們關注。反滲透方法廣泛應用于海水淡化，并在廢水處理與資源化、生物制品分離、環境工程、食品、醫藥等領域得到廣泛應用，并已取得了很好的經濟和社會效益。但是海水中硼酸的含量為5mg/L左右，遠高于世界衛生組織發布的《飲用水水質準則中》規定的硼酸濃度(0.5mg/L)。所以，對于海水淡化過程中如何有效地除硼引起了學者的廣泛關注，并在近幾年取得了很大的進展。

硼在水體中主要以H₃BO₃和B(OH)₄^-的形式存在，但主要是以H₃BO₃形式存在。H₃BO₃是一種無機弱酸，在冷水中的溶解度很小，加熱后，硼酸晶體被破壞，使其溶解度增加，并且隨著水蒸氣蒸發。另外，pH值對H₃BO₃的存在結構影響嚴重。

硼具有很高的電離能，原子半徑很小。硼(2.0)、氫(2.1)、碳(2.5）三者的電負性較接近，且三種離子間可形成廣泛的共價化合物，在海水淡化中，這些共價化合物能以水分子相似的方式通過膜孔。因此，在海水淡化過程中，反滲透（RO）對硼的脫除只能達到85%左右，在實際生產中脫硼率甚至更低。

Busch等人利用Toray公司生產的高效除硼反滲透膜，在研究中進行單級SWRO（Sea?water?reverse?osmosis）海水除硼，結果其產水硼酸濃度超過了WTO規定的標準。說明即使使用高效除硼反滲透膜，僅僅是單級應用根本不能保證其產水符合規定的要求。

唐明林等人用沉淀法收集硼，其回收率大于70%。李剛等通過將石灰乳加到四川威遠氣田鹵水經過制鹽后的母液進行硼的提取，其硼酸回收率幾乎達到90%，而硼酸的純度也比較高。但沉淀法適用于硼含量較高的鹵水不適用處理硼含量低的水。而且沉淀法中需加入無機酸或無機堿做沉淀劑，其必定會增加廢水處理的難度。

N.Kabay等人用TS-I-I0電滲析設備（Tokuyama生產），裝配了Neosepta?AMX(陰離子交換膜)和CMX(陽離子交換膜)進行了脫硼實驗，對實驗條件如硼酸濃度、pH、流速等進行了研究。研究顯示溶液pH值、半透膜性質、電場、硼酸濃度等都會對脫硼效率產生影響。[0008]閆春燕等用活性炭來去除某海水（4.42mg?B/L)中的硼，其產水中硼的質量濃度小于0.3mg/L，符合世界衛生組織(WTO)規定的飲用水標準。但其處理、再生、后處理的費用相對較高，若直接廢棄又會對環境造成很大的污染。

離子交換樹脂法主要應用于硼酸濃度從1mg/L到100mg/L的溶液體系中，其選擇性高、吸附容量大、再生性良好和操作簡單，但是，離子交換樹脂多為顆粒狀，屬于填充物，所以其壓降大對設備要求高。

電凝法具有適用的pH值范圍廣，廣譜去污性等優點，廣泛用于水處理過程。J.-Q.Jiang等人探究了利用電凝法去除廢水中硼，其除硼率達68%，遠遠高于傳統水處理除硼效率，且成本較低。因此，電凝法除硼可以取代傳統的水處理除硼方法。

反滲透膜的硼脫除率僅在85%左右，而在實際應用中則更低。

聚合物過濾法具有很好的除硼效果，對膜的污染小，提高了分離膜的使用壽命。但是，聚合物在吸附硼酸后，其自身的毒性，以及后處理等問題限制了其應用范圍。

親和膜還處于基礎研究階段。然而，目前選用硼選擇性螯合樹脂處理親和膜的方法來提高膜的脫硼率的報道還尚未見到。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種具有良好的脫硼率的共混雜化脫硼親和膜。

本發明的第二個目的是提供一種操作簡單的共混雜化脫硼親和膜的制備方法。

本發明的第三個目的是提供第二種具有良好的脫硼率的共混雜化脫硼親和膜。

本發明的第四個目的是提供第二種操作簡單的共混雜化脫硼親和膜的制備方法。

本發明的技術方案概述如下：

一種共混雜化脫硼親和膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）將ZXC700除硼專用樹脂研磨成粉，過100-300目篩；