[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高脫鹽用多孔陶瓷膜疏水穩(wěn)定性的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110219944.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113019134A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋奇;蘇磊;王亞麗;崔素萍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D67/00
• 分類(lèi)號(hào): B01D67/00;B01D65/10;C04B41/84
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種提高脫鹽用多孔陶瓷膜疏水穩(wěn)定性的方法，屬于脫鹽領(lǐng)域。以甲基苯基MQ硅樹(shù)脂?丙酮溶液為修飾劑，采用熱解法對(duì)多孔陶瓷膜進(jìn)行疏水化處理，并將疏水多孔陶瓷膜用于真空膜蒸餾脫鹽。將制備的多孔陶瓷膜經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇多次交替超聲震蕩清洗后，在100℃下干燥備用；以質(zhì)量百分比濃度為10％的甲基苯基MQ硅樹(shù)脂丙酮溶液為修飾劑，添加修飾劑到裝有多孔陶瓷膜的瓷舟中并浸沒(méi)多孔陶瓷膜，密封超聲后轉(zhuǎn)移到管式氣氛爐，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下靜置1h后升溫至200℃保溫1h，繼續(xù)升溫至600℃煅燒處理2h獲得疏水多孔陶瓷膜。所獲疏水多孔陶瓷膜具有良好的孔結(jié)構(gòu)以及長(zhǎng)期疏水穩(wěn)定性，用于膜蒸餾脫鹽時(shí)水通量高，脫鹽率接近100％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高脫鹽用多孔陶瓷膜疏水穩(wěn)定性的方法，屬于脫鹽技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水是地球生命之源，是人們賴(lài)以生存和生活的基本物質(zhì)資源，世界各國(guó)生產(chǎn)生活都離不開(kāi)水資源。雖然地球表面大部分被水覆蓋，但是絕大部分是海水，可直接用于生產(chǎn)生活的純凈淡水資源很少。同時(shí)全球淡水資源存在分布極不均勻和稀缺問(wèn)題，導(dǎo)致?lián)碛谐^(guò)世界上一半人口的發(fā)展中國(guó)家的淡水資源嚴(yán)重短缺。在上個(gè)世紀(jì)，全球淡水用水量就開(kāi)始以超過(guò)人口增速兩倍的速度增加。據(jù)聯(lián)合國(guó)人口基金會(huì)調(diào)查顯示，全世界人口在2014年已經(jīng)達(dá)到77億，到2050年，全世界人口將達(dá)到75億到105億之間。到那時(shí)，解決近百億人口的生活用水問(wèn)題，將成為世界性難題。因此，解決淡水資源短缺問(wèn)題是人類(lèi)即將面臨的重大挑戰(zhàn)之一。海水淡化是解決淡水資源短缺這一重大挑戰(zhàn)的最有效的辦法之一。特別是對(duì)于中東和北非等淡水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家來(lái)說(shuō)，海水淡化更是提高淡水供應(yīng)的可行辦法之一。發(fā)展海水淡化(脫鹽)技術(shù)，向水資源充足的海洋要水是當(dāng)今世界各國(guó)的共識(shí)。

膜蒸餾是海水淡化的重要技術(shù)之一，多孔陶瓷膜是膜蒸餾脫鹽裝置的重要組件之一，具有化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、孔徑分布窄、分離效率高、微觀結(jié)構(gòu)可控、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。用于膜蒸餾脫鹽時(shí)，多孔陶瓷必須進(jìn)行疏水化處理，而且應(yīng)該具有良好的疏水穩(wěn)定性，然而目前采用常用的疏水化處理方法(例如氟硅烷(FAS)后接枝修飾法)，獲得的多孔陶瓷膜存在疏水穩(wěn)定性差，使用壽命短的問(wèn)題，在脫鹽過(guò)程中隨著鹽水的沖刷，疏水修飾層從多孔陶瓷表面脫落，從而導(dǎo)致鹽水滲透過(guò)多孔陶瓷膜而使得脫鹽失敗。本發(fā)明目的是提供一種提高脫鹽用多孔陶瓷膜疏水穩(wěn)定性的方法，制備出一種具有良好疏水穩(wěn)定性和脫鹽性能的多孔陶瓷膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種提高脫鹽用多孔陶瓷膜疏水穩(wěn)定性的方法，并提高疏水多孔陶瓷膜的脫鹽性能。

1.一種提高脫鹽用多孔陶瓷膜疏水穩(wěn)定性的方法，其特征在于，按下述步驟進(jìn)行：

(1)將孔隙率為40％～50％的多孔陶瓷膜分別用去離子水和無(wú)水乙醇交替超聲震蕩清洗三次，每次超聲震蕩清洗10min，之后放入鼓風(fēng)干燥箱中在100℃干燥12h后，得到的多孔陶瓷膜A；

(2)配制質(zhì)量百分比濃度為10％的甲基苯基MQ硅樹(shù)脂-丙酮溶液，室溫?cái)嚢?h，得到修飾劑B；

(3)將步驟(1)中得到的多孔陶瓷膜A放入瓷舟中，加入步驟(2)中得到的修飾劑B至浸沒(méi)多孔陶瓷膜；

(4)將浸沒(méi)多孔陶瓷膜的瓷舟密封，超聲震蕩15min后，室溫靜置保存5h；

(5)將浸泡多孔陶瓷膜的瓷舟置于管式電阻爐中，以250ml/min的氮?dú)馑俾释ǖ獨(dú)?h充分排出空氣后，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下以3℃/min的升溫速率升溫至200℃保溫1h，之后以相同的升溫速率升溫至600℃煅燒2h后，冷卻至室溫后得到疏水多孔陶瓷膜X；

(6)將制備得到的疏水多孔陶瓷膜X經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇交替超聲震蕩清洗三次去除燒結(jié)殘留物，放入鼓風(fēng)干燥箱中在100℃干燥12h，得到表面清潔干燥的疏水多孔陶瓷膜。

2.步驟(1)中，使用的孔隙率為40％～50％的多孔陶瓷膜為流延成型結(jié)合相分離法制備的多孔硅灰石陶瓷膜，孔徑在1μm以?xún)?nèi)。