[發明專利]一種高性能分鹽納濾膜的制備方法

在審

• 申請號: 202010790462.3
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112007525A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 孫佳楠
• 申請（專利權）人: 浙江機電職業技術學院
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/06;B01D69/12
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

本發明屬于納濾復合膜技術領域，一種高性能分鹽納濾膜的制備方法。本發明通過先配置界面聚合反應的水相，在水中加入一種或多種絡合劑、適量二價金屬鹽、哌嗪、吸酸劑、并混合均勻。先在聚砜底膜上涂覆水相溶液，再涂覆多元酰氯溶解于ISOPAR G(1種異構烷烴溶劑)中的油相溶液，然后將經過涂覆的膜在一定的溫度下進行后處理，最后得到了高性能納濾膜。本發明的優點是使得納濾膜在保持高的硫酸鎂的截留率的同時又有很低的氯化鈉截留。本專利技術簡單易控，大大提高了納濾膜的分鹽性能。本專利技術重現性較好，制備成本低廉。

技術領域

本發明屬于納濾復合膜技術領域，一種高性能分鹽納濾膜的制備方法。

技術背景

納濾(nanofiltration，NF)是一種介于反滲透與超濾之間的新型壓力驅動膜分離過程，其一般由具有高選擇性的皮層與起支撐作用的多孔亞層構成。隨著經濟的快速發展，納濾膜的應用也越來越廣泛了，特別是在在工業廢水、生活污水、醫用廢水處理方面，納濾膜有著不可替代的作用。相比與反滲透，納濾膜是一種荷電膜，能夠進行電性吸附，對不同電荷和不同電性的離子具有不同的Donnan電位，可以有效的截留二價、多價離子，正是由于這一特性，納濾膜逐漸被應用于廢水零排放工程。工業濃鹽水通過納濾膜實現氯化鈉與硫酸鈉的有效分離，達到結晶鹽資源化回收再利用的目的，從而實現真正意義上的工業廢水零排放。目前市售的納濾膜若保持對硫酸鎂的較高截留率(如≥98％，2000ppmMgSO4，0.49MPa)，那其對氯化鈉的截留一般保持在40％-50％左右。此種性能納濾膜若是應用于硫酸根與氯離子的濃度相差不大的濃鹽廢水，其分鹽效果也不是十分明顯。現有的分鹽納濾膜的主要制備技術就是控制水相中哌嗪的含量，使得納濾膜能夠最大限度的截留硫酸鎂而讓氯化鈉透過。為了降低對氯化鈉的截留，就得犧牲對硫酸鎂的截留。此發明發明了一種新的分鹽納濾膜的制備方法，既保持了納濾膜對硫酸鎂的高截留了，同時又降低了對氯化鈉的截留。絡合劑對二價金屬離子具有良好的絡合作用，與金屬離子絡合后，會形成“籠狀”空間位阻，若是把絡合劑、適量金屬二價離子添加到水相中，通過二價金屬絡合作用的絡合劑可以增加膜功能分離層的空間位阻，有利于一價離子的通過，未絡合的絡合劑可以與二價離子絡合，提高了對二價金屬離子的截留率，如鎂。因此，此種發明制備的納濾膜在保持高的硫酸鎂的截留率的同時又有很低的氯化鈉截留，具有明顯的分鹽效果。

發明內容

本發明旨在提供一種高性能分鹽納濾膜的制備方法。

本發明先配置界面聚合反應的水相，在水中加入一種或多種絡合劑、適量二價金屬鹽、哌嗪、吸酸劑、并混合均勻。界面反應的油相是在ISOPAR G溶液中配置一定濃度的均苯三甲酰氯(TMC)。這種高性能分鹽納濾膜的制備過程是先在聚砜底膜上涂覆水相溶液，再涂覆多元酰氯溶解于ISOPAR G(1種異構烷烴溶劑)中的油相溶液，通過界面聚合制備高性能分鹽納濾膜。通過對水相各組分及種類進行優化選擇，對后處理溫度進行調控，制備出了高性能分鹽納濾膜。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種高性能分鹽納濾膜的制備方法：先在聚砜底膜上涂覆水相溶液，再涂覆多元酰氯溶解于ISOPAR G(1種異構烷烴溶劑)中的油相溶液，然后將經過涂覆的膜在一定的溫度下進行后處理，最后得到了高性能納濾膜。

上述制備方法中水相溶液中含有的絡合劑有檸檬酸、檸檬酸鈉、蘋果酸、丙二酸、丁二酸、琥珀酸、羥基乙酸、氨基乙酸、乳酸、酒石酸、EDTA(乙二胺四乙酸)、HEDP(羥基乙叉二膦酸)、ATMP(氨基三甲叉膦酸)、乙二醇酸中的一種或多種，且水相中的絡合劑質量百分比為0.1-5.0％；同時再添加哌嗪，添加量為水相溶液的質量百分比為0.1-5％。

作為優選，上述制備方法中的二價金屬鹽為氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈣中的一種或者多種，且二價金屬鹽在水相中的質量百分比為0.1-1％。