[發明專利]一種用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜

有效

• 申請號: 201710599584.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107321198B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 吳剛;陸峰
• 申請（專利權）人: 南通天馳環保科技有限公司
• 主分類號: B01D71/36
• 分類號: B01D71/36;B01D67/00;B01D61/36;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 曹莉

本發明涉及水處理領域，具體是一種用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜。本發明提供的用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜的制備方法，包括步驟：先制備疏水性PTFE共聚物；然后推壓?拉伸?燒結制備超疏水性有機?無機雜化PTFE膜。本發明制備的用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜可用于膜蒸餾領域，生產出至少可以連續運行300h通量無顯著變化的超疏水膜，鹽截留率在99.5％以上。

技術領域

本發明涉及水處理領域，具體是一種用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜。

背景技術

膜分離技術近年來在多個領域得到重視，例如在制備超純水、軟化鍋爐水、回收化工廢液和處理城市污水的應用，均達到了一定的成功，其經濟效益也逐漸經受了市場的考驗，大規模產業化趨勢明顯。在膜蒸餾領域中，多重材料逐漸嶄露頭角，聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯等這些疏水性微孔膜逐漸得到了市場的青睞。這些膜的范圍孔隙和孔徑分布、傳熱系數低等性能均能很好地滿足市場需求。

在眾多的蒸餾膜中，由于PTFE材料是通過采用熔融、拉伸、定型、冷卻方法處理成膜，膜的生產過程中用到其他的有機溶劑較少，十分環保節能。同時其疏水性能也高于其他蒸餾膜材料，因而備受關注。

雖然目前對PTFE膜的制備研究日益增多，但是大多數的指標主要集中于通量，孔隙率和接觸角等，并未過多關注其耐久性。現有產品中維持一個較高脫鹽效率，很多產品只能維持幾十個小時，沒有持久性。

發明內容

本發明的目的本發明提供了一種用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜，就如何提高PTFE的耐久性做了研究，通過先和納米材料共混，再以高壓攪拌的方法，嵌入更深更牢固，使得雜質難以沉積在膜表面，從而進一步提高了膜的耐久性和穩定性。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

制備疏水性PTFE共聚物：先將無機混合物高速剪切攪拌20min分散于航空煤油，然后加入聚四氟乙烯和成孔劑，在1-8bar壓力下在2000-5000r/min的轉速下劇烈攪拌，形成均勻的鑄膜液，真空靜置脫泡，在10-25℃溫度下，放置10-30h，得到疏水性PTFE共聚物；

所述無機混合物為已修飾烷基的納米二氧化硅和納米三氧化二鋁；其中已修飾烷基的納米二氧化硅、納米三氧化二鋁和航空煤油的重量比為1:1-2:30-60；

所述聚四氟乙烯、成孔劑和無機混合物的重量比為60-130：10-20：1；

S2將步驟S1中得到的疏水性PTFE共聚物通過推壓-拉伸-燒結制備超疏水性有機-無機雜化PTFE膜，包括以下步驟：

(1)控制溫度為30-70℃，經過推壓得到條狀PTFE基帶；

(2)溫度控制為30-70℃，經過拉伸得到條狀PTFE膜片；

(3)控制脫脂溫度為100-250℃，拉伸溫度為80-300℃，得到微孔膜；

(4)控制燒結溫度為330-385℃，得到結晶形態的微孔膜。

優選的，所述步驟S1中的成孔劑為PVP，PU，PEG4000和尿素中的一種或多種。

優選的，所述步驟S1中攪拌時間為1.5-3h。

優選的，所述步驟S1中的真空靜置脫泡的時間為20h-48h。

上述制備方法制備的用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜。

本發明制備的用于海水淡化的無機納米材料和PTFE雜化疏水膜用于膜蒸餾。

與現有的技術相比，本發明的有益效果是：