[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚酰胺復(fù)合納濾膜的后處理改性方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110363399.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113019142A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張瑞君;蘇松;田家宇;高珊珊;肖峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D67/00
• 分類(lèi)號(hào): B01D67/00;B01D69/12;B01D71/56;B01D61/02
• 代理公司: 北京開(kāi)陽(yáng)星知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11710
• 代理人: 王璐

本發(fā)明公開(kāi)了一種聚酰胺復(fù)合納濾膜的后處理改性方法，使用堿性醇溶液對(duì)新生納濾膜進(jìn)行后處理改性，通過(guò)發(fā)揮堿性物質(zhì)與醇類(lèi)溶劑之間的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)納濾膜聚酰胺活性層中殘余高分子鏈條的溶解與清除，進(jìn)而完成對(duì)聚酰胺活性層的“刻蝕”與“打薄”，與此同時(shí)保留能夠起到溶質(zhì)截留作用的核心功能層，從而在保證該納濾膜截留性能的同時(shí)大幅降低其傳質(zhì)阻力，提升其水分子滲透性能，表現(xiàn)為純水通量的明顯提升，提升幅度可達(dá)100％。本發(fā)明所提供的后處理改性方式成本低、易于操作，且處理效果優(yōu)于其他傳統(tǒng)改性方法，有望在聚酰胺復(fù)合納濾膜的性能提升中發(fā)揮重要作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種簡(jiǎn)便有效，可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)膜結(jié)構(gòu)與膜性能參數(shù)的同步調(diào)控與優(yōu)化的納濾膜改性方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，全球水資源短缺問(wèn)題日益凸顯，伴隨水污染問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，致使水資源問(wèn)題已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)。聚酰胺復(fù)合納濾膜由于其優(yōu)良的滲透性和選擇性，廣泛應(yīng)用于海水淡化、飲用水凈化、苦咸水淡化、工業(yè)廢水處理、污廢水回收等水處理領(lǐng)域，以及食品加工、生物化學(xué)與制藥、石油開(kāi)采及提煉等其他工業(yè)行業(yè)，然而在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中仍然面臨著能耗較高的問(wèn)題。

為了提高聚酰胺復(fù)合納濾膜的產(chǎn)水通量并降低其應(yīng)用能耗，研究者們開(kāi)發(fā)了多種改性技術(shù)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能提高，如層層自組裝、納米材料共混、等離子體改性、基膜預(yù)處理、新型單體選用等。但各類(lèi)方法均存在一定的不足之處，如層層自組裝改性膜的穩(wěn)定性欠缺，共混改性存在無(wú)機(jī)納米顆粒在選擇層中分散不均勻、易于團(tuán)聚等問(wèn)題。此外，研究發(fā)現(xiàn)許多膜材料改性方法都面臨著水通量提升與溶質(zhì)截留率降低之間相互制約的矛盾，即水通量的提高總是以犧牲溶質(zhì)截留率為代價(jià)。因此，如何克服傳統(tǒng)膜材料改性方法的種種弊端、克服水通量提升與溶質(zhì)截留率降低之間相互制約的矛盾，從而進(jìn)一步提高聚酰胺復(fù)合納濾膜的滲透選擇性是當(dāng)前納濾膜研究與生產(chǎn)領(lǐng)域的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合納濾膜的后處理改性方法，在保持納濾膜截留性能的同時(shí)，大幅提高納濾膜的滲透性能。主要通過(guò)堿性醇溶液對(duì)成品納濾膜進(jìn)行短時(shí)間的浸泡，由此完成改性過(guò)程，該過(guò)程簡(jiǎn)便易操作，能夠?qū)崿F(xiàn)膜結(jié)構(gòu)與膜性能參數(shù)的調(diào)控與優(yōu)化，且后處理溶液綠色環(huán)保，對(duì)環(huán)境污染性小，適合應(yīng)用于納濾膜改性的規(guī)模化生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種復(fù)合聚酰胺復(fù)合納濾膜的后處理改性方法。所述后處理改性方法具體為：在10～35℃條件下，利用堿性醇溶液對(duì)新生的聚酰胺復(fù)合納濾膜進(jìn)行后處理改性，改性時(shí)間為2～30min。

作為優(yōu)選，在溫度25～30℃條件下，改性時(shí)間為10～30min。

作為優(yōu)選，所述堿性醇溶液中，堿的濃度為0.1～2.0mol/L，醇的體積分?jǐn)?shù)為30～80％。

若所述堿性醇溶液中堿的濃度低于0.1mol/L，則膜性能僅有微小提升，改性效果不明顯；若所述堿性醇溶液中堿的濃度高于2.0mol/L，則會(huì)對(duì)膜結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生損傷，導(dǎo)致其喪失分離性能。

同樣，若所述堿性醇溶液中醇的體積分?jǐn)?shù)低于30％，則膜性能僅有微小提升，改性效果不明顯；若所述堿性醇溶液中堿的濃度高于80％，對(duì)膜結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生損傷，導(dǎo)致其喪失分離性能。

進(jìn)一步地，所述堿性醇溶液由堿、水和醇三類(lèi)物質(zhì)混合而成，其中堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種或多種，醇為甲醇、乙醇、丙醇或異丙醇中的一種或多種；

本發(fā)明所述后處理改性方法的具體操作為：將所述堿性醇溶液傾倒于新生的聚酰胺復(fù)合納濾膜表面，并將納濾膜表面完全浸沒(méi)。

進(jìn)一步地，在改性結(jié)束后，利用超純水對(duì)納濾膜進(jìn)行充分沖洗以去除殘余的堿性醇溶液，獲得后處理改性的聚酰胺復(fù)合納濾膜。

本發(fā)明所述后處理改性方法，適用于任意方法制備的新生的聚酰胺復(fù)合納濾膜。