[發(fā)明專利]一種基于活性氧的聚酰胺復合膜的改性方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310202065.3
• 申請日: 2023-03-06
• 公開（公告）號: CN116159443A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 張濤;程巍;張雨豪;王顥睿
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D61/02;C02F1/44
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 魏玉嬌

本申請屬于聚酰胺復合膜技術領域，具體涉及一種水處理聚酰胺復合膜的改性方法。該方法利用絡合態(tài)金屬離子與過氧化物水溶液反應生成的活性氧物種對聚酰胺復合膜進行改性，從而提高了改性溶液對聚酰胺膜的改性效果。該方法可以提高膜表面親水性，調控膜聚酰胺分離層的孔徑和結構，打破聚酰胺膜水通量和脫鹽率的相互制約，實現膜水通量和脫鹽率的同時提高。本發(fā)明的改性方法在室溫下進行，可以對現有的反滲透膜組件進行改性，也可以植入現有的反滲透膜生產線對膜片改性提升，制備的高通量、高鹽截留率反滲透膜可應用于海水或苦咸水淡化、電廠水脫鹽、家用凈水、污水回用、工業(yè)廢水處理等領域。

技術領域

本發(fā)明屬于反滲透水處理技術領域，具體涉及一種提高酰胺復合反滲透膜水通量和脫鹽率的改性方法。

背景技術

水資源的可持續(xù)利用是促進社會經濟發(fā)展和環(huán)境保護的永恒主題。發(fā)展海水淡化、水資源回收利用和非常規(guī)水利用技術，對于緩解我國淡水資源短缺、改善水環(huán)境質量、恢復水系統生態(tài)功能具有重要意義。膜分離因為效率高、能耗低、占地小、操作簡便以及環(huán)境友好等突出特點，得到了世界性的重視，已經成為我國可持續(xù)發(fā)展的重要支撐技術。反滲透分離過程無相變，鹽和污染物截留性能好、易自控，在海水及苦咸水淡化、飲用水深度處理、污水再生水利用、垃圾滲濾液和工業(yè)廢水處理等領域得到了廣泛應用。

提高反滲透膜的水通量可以降低其脫鹽能耗，減少膜組件使用數量，從而節(jié)約水處理投資和運行成本。聚酰胺復合膜是目前應用最廣、技術最成熟的反滲透膜材料。但是目前聚酰胺膜的水通量和脫鹽率存在此消彼長的關系，即提高水通量往往會降低脫鹽率，反之亦然。目前，同時提高反滲透膜水通量和脫鹽率的主要方法主要是分離層嵌入碳納米管、水通道蛋白材料，在膜內引入水快速傳遞通道。然而這些膜制備方法復雜，成本較高，難規(guī)?；a，目前仍處于實驗室研究階段或中試驗證階段，膜的穩(wěn)定性和耐久性未知。因此，如果能對對聚酰胺復合膜的直接處理改性，顯著提升水通量和脫鹽率，對于反滲透膜法水處理技術的發(fā)展將有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的之一是提供一種基于活性氧的聚酰胺復合膜的改性方法，本發(fā)明通過活性氧調控膜聚酰胺分離層的孔徑和結構，增強親水性和電負性，實現膜水通量和脫鹽率的同時提高。該改性方法操作簡便，易于與現有聚酰胺復合膜生產線結合實現規(guī)模化生產。

為實現上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案：一種基于活性氧的聚酰胺復合膜的改性方法，包括如下步驟：

S1、在室溫條件下，向含有1-100mmol/L的過氧化物氧化劑的水中加入絡合態(tài)金屬離子，所述過氧化物氧化劑與絡合態(tài)金屬離子中金屬離子的物質的量比為(0.1-50):1，反應生成活性氧物種，得到改性水溶液；

S2、將聚酰胺復合膜浸沒于改性水溶液，改性0.2-4h后取出，用水洗去殘余的改性溶液。

作為基于活性氧的聚酰胺復合膜的改性方法進一步的改進：

優(yōu)選的，所述過氧化物氧化劑為過氧化氫、單過硫酸鹽、雙過硫酸鹽、過氧乙酸中的一種或兩種以上的組合。

優(yōu)選的，所述單過硫酸鹽為單過硫酸鉀、單過硫酸鈉、單過硫酸銨的一種或兩種以上的組合。

優(yōu)選的，所述雙過硫酸鹽為雙過硫酸鉀、雙過硫酸鈉、雙過硫酸銨中的一種或兩種以上的組合。

優(yōu)選的，所述絡合態(tài)金屬離子的陽離子為Fe²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Ce³⁺中的一種或兩種以上的組合，陰離子為Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-中的一種或兩種以上的組合。

優(yōu)選的，所述絡合態(tài)金屬離子在水中的添加濃度為0.1-50mmol/L。