[發明專利]用基于陰離子聚亞芳基醚砜和具有氨基的陽離子聚合物的膜除去金屬離子

在審

• 申請號: 201880080741.1
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN111770786A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: O.格隆沃爾德;M.韋伯;M.海寧
• 申請（專利權）人: 杜邦安全與建筑公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/10;B01D69/12;B01D71/58;B01D71/68;B01D71/82;B01D65/00;B01D71/60;B01D69/14;B01D69/08;B01D61/02;B01D61/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王琳;黃希貴

本發明涉及一種用于從水性體系中除去金屬離子的方法，所述方法包括將所述水性體系通過負載膜過濾的步驟，所述負載膜包括載體膜和陽離子聚合物，所述載體膜基于帶有陰離子基團的聚亞芳基醚砜，所述陽離子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。本發明進一步涉及一種負載膜，所述負載膜包括載體膜和陽離子聚合物，所述載體膜基于帶有陰離子基團的聚亞芳基醚砜，所述陽離子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

本發明涉及一種用于從水性體系中除去金屬離子的方法，所述方法包括將所述水性體系通過負載膜過濾的步驟，所述負載膜包括載體膜和陽離子聚合物，所述載體膜基于帶有陰離子基團的聚亞芳基醚砜，所述陽離子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。本發明進一步涉及一種負載膜，所述負載膜包括載體膜和陽離子聚合物，所述載體膜基于帶有陰離子基團的聚亞芳基醚砜，所述陽離子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

在許多技術領域中，不同類型的膜發揮著越來越重要的作用。特別地，用于處理水的方法越來越依賴于膜技術。需要具有改善的分離特征的膜。特別地，希望具有能夠從水中除去金屬離子的膜。

所述目的通過一種用于從水性體系中除去金屬離子的方法來解決，所述方法包括將所述水性體系通過負載膜過濾的步驟，所述負載膜包括：

-載體膜，其基于帶有陰離子基團的聚亞芳基醚砜，以及

-陽離子聚合物，其是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

所述目的還通過一種負載膜來解決，所述負載膜包括：

-載體膜，其基于帶有陰離子基團的聚亞芳基醚砜，以及

-陽離子聚合物，其是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

典型地，膜是離散的薄界面，緩和與其接觸的化學物質的滲透。一些物質可以容易地通過膜運輸，而其他物質可以保留或減速。這典型地導致滲透選擇性，即物質的選擇性滲透。

可以通過專家已知的常規過濾方法和參數進行水性體系的過濾。

所述水性體系可以含有至少80wt％、優選至少90wt％、并且特別是至少95wt％的水。所述水性體系例如是工業廢水、城市廢水、海水、半咸水、地表水、飲用水、礦井水、來自油井或發電廠的廢水。

當比較過濾步驟之前和之后的濃度時，從水性體系中除去金屬離子可導致所述水性體系中金屬離子的濃度降低。基于過濾步驟之前的金屬離子的濃度，水性體系中金屬離子的濃度通常降低至少50mol％、優選至少90mol％、并且特別是至少95mol％。

所述金屬離子通常選自Ca、Mg、Al、Cu、Ni、Pb、Zn、Sb、Co、 Cr、Cd、Hg、Po、Ra、Rn、Th、U、Pu、Sr、Cs、Pm和/或Ag。金屬離子優選作為陽離子存在。在過濾步驟中可以除去一種或多種金屬離子。金屬離子還可以作為同位素存在。

水性體系中金屬離子的濃度可以是1ppb至100ppm、優選1ppb 至10ppm、并且特別是1ppb至5ppm。

所述負載膜包括載體膜和陽離子聚合物。在負載膜中，陽離子聚合物優選經由離子相互作用而不是經由化學鍵與載體聚合物結合。負載膜不含交聯劑，例如不含可以經由化學鍵使載體聚合物與陽離子聚合物結合的交聯劑。

所述負載膜通常具有500至20,000道爾頓(Da)、優選600至 15,000Da、并且特別是700至10,000Da的截留分子量(MWCO)。在另一種形式中，所述負載膜具有1500至30,000Da、優選2000至 15,000Da、并且特別是2500至10,000Da的截留分子量。在另一種形式中，所述負載膜具有至少1000道爾頓、優選至少1800Da、并且特別是至少2500Da的截留分子量。