[發明專利]滲透膜及其制備方法和水處理設備

有效

• 申請號: 201811003480.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109078506B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 文湘華;王波;黃霞
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提供了滲透膜及其制備方法和水處理設備。該滲透膜包括：支撐層；活性層，所述活性層設置在所述支撐層的一個表面上，其中，所述支撐層的孔隙率不小于60.1％，且所述滲透膜的水通量不小于16.6L·m^?2·h^?1。該滲透膜的孔隙率高，在使用時內濃差極化問題較小，水通量高，滲透性能好，應用范圍廣泛。

技術領域

本發明涉及環境科學技術領域，具體的，涉及滲透膜及其制備方法和水處理設備。

背景技術

滲透是水分子通過滲透膜擴散的現象。在滲透膜的兩側，水分子自其化學勢較高的區域流至其化學勢較低的區域，直至滲透膜兩側水分子的化學勢相等，達到平衡狀態。水分子在滲透過程中，常常會來不及擴散，導致滲透膜附近積聚大量的水分子，從而影響水分子繼續由化學勢較高的區域流至化學勢較低的區域，這種現象稱為濃差極化。由于滲透膜通常可由非對稱的兩層構成，濃差極化又可分為內濃差極化和外濃差極化。內濃差極化是指水分子會積聚在滲透膜內部兩層之間界面的現象，外濃差極化是指水分子積聚在滲透膜與水之間的界面的現象。通常，內濃差極化相較于外濃差極化更加嚴重，其會導致滲透膜兩側的滲透壓顯著降低，嚴重影響滲透性能。

因而，現有的滲透膜的相關技術仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。本發明的一個目的在于提出一種孔隙率高、在使用時內濃差極化問題較小、水通量高、滲透性能好、或者應用范圍廣泛的滲透膜。

在本發明的一個方面，本發明提供了一種滲透膜。根據本發明的實施例，該滲透膜包括：支撐層；活性層，所述活性層設置在所述支撐層的一個表面上，其中，所述支撐層的孔隙率不小于60.1％，且所述滲透膜的水通量不小于16.6L·m^-2·h^-1。發明人發現，該滲透膜的孔隙率高，在使用時內濃差極化問題較小，水通量高，滲透性能好，應用范圍廣泛。

根據本發明的實施例，所述支撐層包括：多孔層；網狀骨架，所述網狀骨架設置在所述多孔層的內部。

根據本發明的實施例，所述多孔層包裹所述網狀骨架。

根據本發明的實施例，形成所述多孔層的材料選自聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈中的至少一種，形成所述網狀骨架的材料選自聚酯、玻璃纖維中的至少一種，形成所述活性層的材料選自聚酰胺中的至少一種。

根據本發明的實施例，所述聚砜的重均分子量為20～30萬。

在本發明的另一個方面，本發明提供了一種制備前面所述的滲透膜的方法。根據本發明的實施例，該方法包括：提供內部具有占位顆粒的預制層；去除所述預制層內部的所述占位顆粒，以便得到支撐層；在所述支撐層的一個表面上形成所述活性層，以便得到滲透膜。發明人發現，該方法操作簡單、方便、容易實現，易于工業化生產，且制備所得的滲透膜孔隙率高，在使用時內濃差極化問題較小，水通量高，滲透性能好，應用范圍廣泛。

根據本發明的實施例，形成所述預制層的步驟包括：在網狀骨架的外表面和網孔的至少之一中形成占位顆粒；在形成有所述占位顆粒的所述網狀骨架的一個表面上澆注鑄膜液；對澆注在所述網狀骨架上的所述鑄膜液進行相分離處理。

根據本發明的實施例，所述占位顆粒包括金屬顆粒。

根據本發明的實施例，所述金屬顆粒為微米鐵顆粒。

根據本發明的實施例，在所述鑄膜液中含有聚砜、二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮以及致孔劑，其中，所述聚砜的重均分子量為20～30萬，質量百分含量為8～15％。

根據本發明的實施例，所述聚砜的質量百分含量為12％。

根據本發明的實施例，所述占位顆粒的粒徑不大于30微米。