[發(fā)明專利]一種正滲透水凝膠汲取液、其制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910445512.1
• 申請(qǐng)日: 2019-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN111992037A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯紅娟;武晟;尹婷婷;李恩超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): B01D61/00
• 分類號(hào): B01D61/00;C02F1/44;B01J13/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平;陶芾

本發(fā)明提供了一種正滲透水凝膠汲取液，所述水凝膠汲取液包括載體以及吸附在載體上的溶液，所述溶液包括如下重量比的組分：N?異丙基丙烯酰胺(NIPAM)，10～20％；N,N’?亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)0.1～0.5％；丙烯酸鈉(SA)0.5～1％；水40～50％；聚苯乙烯磺酸鈉(PSSS)水溶液30～40％；過硫酸銨0.1～0.5％。本發(fā)明還提供了上述凝膠的制備方法和在廢水脫鹽領(lǐng)域的應(yīng)用。當(dāng)有低溫余熱可利用時(shí)，可大大降低汲取液的再生成本，從而降低整個(gè)正滲透工藝的運(yùn)行成本，有利于推進(jìn)正滲透工藝的工程化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水凝膠汲取液及其制備方法，可應(yīng)用于廢水脫鹽領(lǐng)域。

背景技術(shù)

正滲透(Forward osmosis，F(xiàn)O)是一種自然現(xiàn)象，也是近年來發(fā)展起來的一種濃度驅(qū)動(dòng)的新型膜分離技術(shù)，是一種不需外加壓力做驅(qū)動(dòng)力，而僅依靠滲透壓驅(qū)動(dòng)的膜分離過程。正滲透工藝中，水從較高水化學(xué)勢(shì)(或較低滲透壓)一側(cè)區(qū)域通過選擇透過性膜流向較低水化學(xué)勢(shì)(或較高滲透壓)一側(cè)區(qū)域的過程。不同于反滲透過程，正滲透過程的驅(qū)動(dòng)力是滲透壓，而非外加壓力。

正滲透過程中沒有外加壓力，而且由于膜材料具有親水性，膜污染低；可應(yīng)用于傳統(tǒng)反滲透技術(shù)無法應(yīng)用的分離過程，如染色廢水、垃圾滲透液的深度處理以及膜生物反應(yīng)器中。

正向滲透膜過程的推動(dòng)力是汲取液與原料液的滲透壓差。欲使正向滲透膜過程得以實(shí)現(xiàn)，甚至是擴(kuò)大生產(chǎn)能力，汲取液的作用也是舉足輕重的。所以汲取液的選擇和構(gòu)成也是重要的研究課題之一，好的汲取液應(yīng)該滿足以下幾個(gè)條件：

(1)汲取液與原料液之間有足夠的滲透壓差，使純水源源不斷地滲透過來；

(2)汲取液應(yīng)該易于回收，很容易地通過相關(guān)方法得到濃縮或分離以獲得純水并維持正向滲透推動(dòng)力；

(3)汲取液應(yīng)該是惰性的、穩(wěn)定的、(接近)中性的、無毒的(對(duì)人和環(huán)境沒有毒害作用)、價(jià)格合理的；

(4)汲取液不能通過反應(yīng)、溶解等化學(xué)方式和污染等物理方式來損壞膜；

(5)汲取液的反向擴(kuò)散能力應(yīng)盡可能低，減少汲取液的消耗和對(duì)原水的污染；

(6)即使高濃度條件下粘度也比較低。

所以，尋找適宜的汲取液是非常重要的，但又是非常困難的。

根據(jù)類型不同，汲取液可分為氣體和揮發(fā)型、無機(jī)型、有機(jī)型以及新型合成化合物型。不同類型的汲取液各有優(yōu)缺點(diǎn)：氣體和揮發(fā)型的汲取液滲透壓有限，可回收性有限，且存在反向擴(kuò)散；無機(jī)汲取液滲透壓高、通量也高，但是回收價(jià)格比較昂貴，也存在反向擴(kuò)散；有機(jī)汲取液具有高滲透壓、高通量等有點(diǎn)，但是同樣回收價(jià)格高，存在反向擴(kuò)散；復(fù)合的有機(jī)-無機(jī)納米顆粒的優(yōu)點(diǎn)是高滲透壓、高通量易于再生，缺點(diǎn)是對(duì)人類健康和環(huán)境是否有害仍待評(píng)價(jià)。

到目前為止還沒有一種汲取液可以滿足理想汲取液的特點(diǎn)，這也是制約正滲透工藝發(fā)展的一個(gè)重要原因。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種半固態(tài)的水凝膠汲取液。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是，提供該水凝膠汲取液的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種正滲透水凝膠汲取液，

所述水凝膠汲取液包括載體以及吸附在載體上的溶液，所述溶液包括如下重量比的組分：

N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸鈉(SA)為制作水凝膠的單體，N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為制作水凝膠的連接劑，過硫酸銨(Amonium persulfate,APS)為制作水凝膠的引發(fā)劑，聚苯乙烯磺酸鈉水溶液為制作水凝膠的凝聚劑。