[發明專利]碟管式納濾膜及其制備工藝

有效

• 申請號: 201711009190.3
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107789997B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 和磊磊;沈劍明;崔海波;張彥平;易思利;唐康
• 申請（專利權）人: 深圳市富濾業技術有限公司
• 主分類號: B01D71/82
• 分類號: B01D71/82;B01D69/04;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 龍丹丹

本發明公開了一種碟管式納濾膜，其包括基膜層和設置于基膜層表面的改性分離層，改性分離層由納米氧化物、兩性雙子表面活性劑和聚哌嗪酰胺制得。兩性雙子表面活性劑可對納米氧化物進行表面處理，使其均勻分散，起到良好的改性效果，同時，在界面聚合時兩性雙子表面活性劑的遷移使得納米氧化物更均勻地分散在膜表面，減少了納米氧化物的用量，降低了過濾膜材料的生產成本。另外由于改善了納米氧化物的分散性，以及兩性雙子表面活性劑自身對膜性能的提升，得到的納濾膜過濾性能良好，可以將其應用于碟管式膜系統，過濾效果好：水通量大、脫鹽率高。還提供一種碟管式納濾膜的制備工藝，該制備工藝步驟簡單，條件溫和，適宜于工業化批量生產。

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，具體地說涉及一種碟管式納濾膜及其制備工藝。

背景技術

近年來，工業生產產生的高濃廢水成為一種對環境破壞嚴重的污染源，這些廢水無法回用也不能排放，因此，急需尋找新型的分離凈化技術解決該類廢水的處理排放問題。隨著經濟和技術的發展，碟管式反滲透膜(DTRO膜)技術近年來逐漸引起了人們的關注，并得到了越來越廣泛的應用。碟管式反滲透膜是一種專門用來處理高濃度污水的膜組件，其核心部件是碟管式膜片膜柱，使用時，將反滲透膜片與水力導流盤疊放在一起，用中心拉桿和端板固定后置入耐壓套管，即形成一個膜柱。DTRO膜的工作原理為：料液通過膜堆與外殼之間的間隙后通過導流通道進入底部導流盤中，被處理的液體以最短的距離快速流經過濾膜，然后180度逆轉到另一膜面，再流入到下一個過濾膜片，從而在膜表面形成由導流盤圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的切向流過濾，濃縮液最后從進料端法蘭處流出。料液流經過濾膜的同時，透過液通過中心收集管不斷排出。濃縮液與透過液通過安裝于導流盤上的O型密封圈隔離。

碟管式納濾主要針對是高污染性、高鹽分的料液，惡劣的使用環境需要碟管式納濾膜材料具有更強的抗污染能力和更好的性能。目前針對碟管式納濾使用環境進行相應膜材料進開發的研究很少，納濾膜材料的研究仍主要是傳統卷式反滲透膜。在傳統卷式反滲透膜材料研發中，使用納米氧化物進行改性是經常用到的一種方法，通過共混將具有親水性、抗污染性、抗菌性的納米氧化物引入使膜性能得到提升。但是納米氧化物極高的表面能作用使得其極易產生聚集，在功能層中分散極度不均勻，在一定程度上影響了納濾膜性能，尤其是大量制作時納濾膜性能難以保障，使得這種改性膜尚不能很好的用在碟管式膜系統中。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于納濾膜尚無法應用于碟管式反滲透膜系統，從而提出一種可應用于碟管式反滲透膜系統的碟管式納濾膜及其制備工藝。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明提供一種碟管式納濾膜，其包括基膜層和設置于所述基膜層表面的改性分離層，所述改性分離層由納米氧化物、兩性雙子表面活性劑和聚哌嗪酰胺組制得。

作為優選，所述納米氧化物為納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化石墨烯中的至少一種。

作為優選，所述兩性雙子表面活性劑的結構通式為：

其中，R1、R2為飽和烴基。

作為優選，所述基膜層為聚醚砜層。

本發明還提供一種所述的碟管式納濾膜的制備工藝，其包括如下步驟：

a、將兩性雙子表面活性劑、哌嗪和納米氧化物溶于去離子水中形成水相溶液，所述兩性雙子表面活性劑占水相溶液的質量百分比為0.01-2％，所述哌嗪占水相溶液的質量百分比為1-4％，所述納米氧化物占水相溶液的質量百分比為0.01-1％；將多元酰氯溶于有機溶劑得到有機相溶液，所述多元酰氯占有機相溶液的質量百分比為0.1-1％；

b、用步驟a得到的所述水相溶液浸泡基膜層3-4min，去除多余水相溶液后將所述基膜層用所述有機相溶液浸泡1-2min；