[發明專利]一種礦化改性纖維素復合正滲透膜材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011287313.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112452152A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 吳勇強;鄭健;胡志堅;丁嬌
• 申請（專利權）人: 江蘇通用環保集團有限公司
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 無錫知初知識產權代理事務所(普通合伙) 32418
• 代理人: 高春濤

本發明公開了一種礦化改性纖維素復合正滲透膜材料及其制備方法，屬于污水處理技術領域。該制備方法以纖維素類物質為原料，溶于聚乙烯吡咯烷酮和胺類有機溶劑的混合溶液中制得鑄膜液，利用刮膜機刮膜形成初生態膜；對初生態膜浸泡于氯化鍶甲酸溶液中對初生態膜進行礦化改性，最終制備得到礦化改性纖維素復合正滲透膜材料。在制備過程中礦化改性過程可以重復進行多次，以制備得到礦化度不同的復合正滲透膜材料，制備方法簡單，操作方便，很容易實現工業化生產。礦化改性纖維素復合正滲透膜材料具有較高的水通量和截鹽率，并且機械強度較高，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種礦化改性纖維素復合正滲透膜材料及其制備方法。

背景技術

水資源是人類生產生活的最關鍵資源，而如今，隨著人類社會發展對水污染問題的日益嚴峻，人們也在積極的尋找凈化水資源的各種方法，其中，膜分離技術在水處理過程中的應用越來越廣泛。作為膜分離技術中之一的正滲透技術因其低能耗、低污染、高環保等特點引起研究學者們的高度關注，成為國內外發展較快的污水處理技術之一，并在廢水處理中表現出很好的應用前景。正滲透技術的關鍵在于正滲透膜的制備和應用，隨著正滲透技術的快速發展，對正滲透膜的性能提出了更高的要求，尋找高效穩定的正滲透膜對正滲透技術今后的工業應用發展具有非常重要的意義。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明要解決的一個技術問題在于提供一種礦化改性纖維素復合正滲透膜材料的制備方法，以纖維素類物質為原料，溶于聚乙烯吡咯烷酮和胺類有機溶劑的混合溶液中制得鑄膜液，然后利用氯化鍶甲酸溶液對初生態膜進行礦化改性，最種得到的復合正滲透膜材料，制備方法簡單，操作方便，很容易實現工業化生產。本發明要解決的技術問題一個在于提供一種礦化改性纖維素復合正滲透膜材料，該材料具有較高的水通量和截鹽率，并且機械強度較高，具有廣泛的應用前景。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種礦化改性纖維素復合正滲透膜材料的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將纖維素原料加入聚乙烯吡咯烷酮和胺類有機溶劑的混合溶液中，升溫，攪拌至纖維素原料完全溶解，形成均勻的鑄膜液；然后對鑄膜液快速降至室溫，進行脫泡處理；

(2)將脫泡處理后的鑄膜液涂覆于玻璃板上，通過刮膜機刮膜形成初生態膜；

(3)將所述初生態膜溶于氯化鍶甲酸溶液中，浸泡10～50s，之后用超純水持續水流條件下淋洗60～120s，得到含鍶初生態膜；將含鍶初生態膜浸泡于碳酸銨或者碳酸氫銨溶液中，然后置入密閉容器中進行礦化處理，得到礦化改性膜；

(4)將聚酯網平整的覆蓋在礦化改性膜上，干燥處理，得到礦化改性纖維素復合正滲透膜材料。

所述礦化改性纖維素復合正滲透膜材料的制備方法，步驟(1)中，所述胺類有機溶劑為N,N-二環己基碳二亞胺、N,N-二異丙基碳二亞胺或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺中的一種或幾種的混合物；所述纖維素原料、聚乙烯吡咯烷酮和胺類有機溶劑的質量比為1:0.5～1:2～5；攪拌溶解的溫度為50～100℃。

所述礦化改性纖維素復合正滲透膜材料的制備方法，將步驟(3)制備的礦化改性膜再次溶于氯化鍶甲酸溶液中，浸泡10～50s，之后用超純水持續水流條件下淋洗60～120s，得到含鍶初生態膜；在碳酸銨或者碳酸氫銨存在下，將含鍶初生態膜置入密閉容器中進行礦化處理，得到二次礦化改性膜；將所述二次礦化改性膜進行步驟(4)操作。

所述礦化改性纖維素復合正滲透膜材料的制備方法，控制礦化改性過程進行3～5個循環，得到多次礦化改性膜。通過控制礦化處理次數制備出不同礦化度(即礦化物在膜表面的沉積量)的礦化改性纖維素復合正滲透膜材料。

所述礦化改性纖維素復合正滲透膜材料的制備方法，所述纖維素原料為濾紙、槳板或微晶纖維素中的任一種。