CN105396462A - 一种复合改性试剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合改性试剂，由7~20%质量百分比的聚乙烯醇、2~15%质量百分比的马来酸酐、0.1~1%质量百分比的过氧化异丙苯和0~3.8%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。本发明还提供了该复合改性试剂的制备方法。本发明制成的复合改性试剂可对反渗透膜表面进行化学改性，将反渗透膜表面的Zeta电位控制在0~-12mv以内，能够有效抑制电荷污染物在反渗透膜表面的静电吸附，提高反渗透膜的抗污染性能，同时还能够提高反渗透膜表面的亲水性，增加膜透水率。

Description

一种复合改性试剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体地讲，涉及的是一种复合改性试剂。
背景技术
反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。可见，反渗透膜是反渗透技术的核心部件，反渗透水处理的效果与反渗透膜的质量直接相关。
废水中的大部分有机物、胶体表面均带有电荷，这些污染物会吸附在本身带负电的反渗透膜表面，导致膜片被污染，且不易清洗。另外，阳离子聚合物也可能与带电的阻垢剂反应生成不溶解的聚合物，污染反渗透膜。因此，从这个方面入手，是一条提高反渗透膜的通量抗污染能力的途径，能够有效增强反渗透膜的使用性能，但是该方向如何实现，成为了本领域技术人员研究的重点难题。
经我公司技术人员研究发现，反渗透膜表面因存在电荷而具有动电现象。如果相互接触的固－液或液－液两相中分别带有符号相反的过剩电荷，则由于界面上存在双电层，在外加电场的作用下会发生两相的相对运动。反之，若外力迫使两相作相对运动，则沿液体运动方向会出现液相中的电势（位）差，并引起离子的电迁移。这类现象统称为动电现象。而膜表面电位在膜动电现象中可定量表征膜荷电性能的大小。就高分子膜而言，较高的膜表面Zeta电位，即较高的表面电荷密度，可增加膜的透水率，增强膜对同性电荷的静电排斥能力，有效防止胶体物质对膜的污染；此外，还可以通过监控Zeta电位的变化来反映膜的污染情况及洗涤效果，从而判定膜需要的清洗时间。因此，我们发现通过改变反渗透膜表面的电位可实现提高反渗透膜抗污染性能的目的，即膜表面荷电与废水中的电荷相同，则不易污染膜，反之，则容易污染膜，膜通量下降很快。经我公司进一步研发，通过采用化学方法，对反渗透膜表面进行化学改性，可对膜表面的Zeta电位实现控制，从而抑制带电荷污染物在反渗透膜表面的静电吸附。
发明内容
基于现有技术存在的问题和我公司的研究，本发明提供一种对反渗透膜表面进行化学改性的复合改性试剂。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种复合改性试剂，由7~20%质量百分比的聚乙烯醇、2~15%质量百分比的马来酸酐、0.1~1%质量百分比的过氧化异丙苯和0~3.8%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
作为一种优选，所述复合改性试剂由15%质量百分比的聚乙烯醇、9%质量百分比的马来酸酐、0.5%质量百分比的过氧化异丙苯和1.9%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
作为一种优选，所述复合改性试剂由18%质量百分比的聚乙烯醇、12%质量百分比的马来酸酐、1%质量百分比的过氧化异丙苯构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
其中，所述聚乙烯醇的分子量为25~30万，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为50~120万。
进一步地，上述复合改性试剂的制备方法，将所述复合改性试剂溶质的各组分按比例溶解在温度为80±3℃的相应比例的超纯水溶剂中，使用匀速搅拌器按75~150rad/min的速度对上述混合溶液搅拌15~25min，使各组分充分混合，形成胶黏状态。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明制成的复合改性试剂可对反渗透膜表面进行化学改性，将反渗透膜表面的Zeta电位控制在0~-12mv以内，能够有效抑制电荷污染物在反渗透膜表面的静电吸附，提高反渗透膜的抗污染性能，同时还能够提高反渗透膜表面的亲水性，增加膜透水率，并且本发明构思新颖独特，成本低廉，方便实用，安全高效，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1
该复合改性试剂，由7~20%质量百分比的聚乙烯醇、2~15%质量百分比的马来酸酐、0.1~1%质量百分比的过氧化异丙苯和0~3.8%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。其中，所述聚乙烯醇的分子量为25~30万，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为50~120万。
制备时，将上述复合改性试剂溶质的各组分按比例溶解在温度为80±3℃的相应比例的超纯水溶剂中，使用匀速搅拌器按75~150rad/min的速度对上述混合溶液搅拌15~25min，使各组分充分混合，形成胶黏状态。即可使用。
使用时，在25±3℃的温度范围内，将该复合改性试剂均匀涂覆于反渗透膜表面进行处理0.5~20min，然后将涂覆满复合改性试剂的反渗透膜放置于自然环境中进行固化反应，固化时间不低于1h，带该复合改性试剂在反渗透膜表面形成固化的复合改性涂层即可。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
所述复合改性试剂由15%质量百分比的聚乙烯醇、9%质量百分比的马来酸酐、0.5%质量百分比的过氧化异丙苯和1.9%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
所述复合改性试剂由18%质量百分比的聚乙烯醇、12%质量百分比的马来酸酐、1%质量百分比的过氧化异丙苯构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
在反渗透膜涂覆复合改性试剂前后分别采用电势仪和亲水接触角测定仪来测定膜片的Zeta电位和亲水接触角，所获数据如下表1所示：
表1
可见，本发明的复合改性试剂能够有效改善反渗透膜表面电荷和亲水性能，从而提高其抗污染性能和透水率，进而增强反渗透膜的性能，能够在应用中减少膜清洗次数，延长膜使用寿命，从而节约水处理成本。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合改性试剂，由7~20%质量百分比的聚乙烯醇、2~15%质量百分比的马来酸酐、0.1~1%质量百分比的过氧化异丙苯和0~3.8%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
2.根据权利要求1所述的一种复合改性试剂，其特征在于，所述复合改性试剂由15%质量百分比的聚乙烯醇、9%质量百分比的马来酸酐、0.5%质量百分比的过氧化异丙苯和1.9%质量百分比的聚乙烯吡咯烷酮构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
3.根据权利要求1所述的一种复合改性试剂，其特征在于，所述复合改性试剂由18%质量百分比的聚乙烯醇、12%质量百分比的马来酸酐、1%质量百分比的过氧化异丙苯构成的溶质均匀溶解于超纯水溶剂中制得。
4.根据权利要求1所述的一种复合改性试剂，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为25~30万。
5.根据权利要求1所述的一种复合改性试剂，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为50~120万。
6.权利要求1~5任一项所述的复合改性试剂的制备方法，其特征在于，将所述复合改性试剂溶质的各组分按比例溶解在温度为80±3℃的相应比例的超纯水溶剂中，使用匀速搅拌器按75~150rad/min的速度对上述混合溶液搅拌15~25min，使各组分充分混合，形成胶黏状态。
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