CN105435647B - 一种抗污染反渗透膜的制备方法及由此得到的反渗透膜 - Google Patents

一种抗污染反渗透膜的制备方法及由此得到的反渗透膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗污染反渗透膜的制备方法，包括：1)使用金属镀膜法将金属喷镀在载片上；2)将镀有金属的载片置于溶剂中进行超声分散得到纳米金属悬液；3)将反渗透膜置于步骤2)中得到的纳米金属悬液中并进行超声得到所述抗污染反渗透膜。本发明还涉及一种所述方法制备得到的抗污染反渗透膜。

Description

一种抗污染反渗透膜的制备方法及由此得到的反渗透膜
技术领域
本发明属于分离膜制备技术领域，更具体地涉一种抗污染反渗透膜及其制备方法。
背景技术
膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理、化学作用或机械作用,而引起的膜面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。膜污染被公认为是限制膜技术在环保、生物、医药、食品以及废水处理等工业领域广泛应用的最大瓶颈,因而极大推动了固体表面污染特性研究及抗污染表面构建方法的开发。目前耐污染技术主要有三类：表面涂覆法、表面接枝法、表面偏析法。表面涂覆是将一种新的材料沉积在固体表面上形成保护涂层，常用亲水性的聚乙烯醇涂覆，该技术容易造成膜堵孔现象；表面接枝是指通过化学反应在膜表面引入表面改性基团,提高膜抗污染性质，但是该反应过程复杂繁琐；表面偏析改性是指利用组分间的溶解行为差异,通过相转化过程中在热力学驱动下的自组装,改善表面性质的方法，但是开发和设计亲疏水镶嵌的两性嵌段共聚物改性剂或者成膜材料是表面偏析方法首要需要解决的难题。
有研究报道在反渗透膜中通过油相添加或表面涂覆具有杀菌作用的无机纳米颗粒,以提高复合膜的抗污染能力,纳米银和二氧化钛是其中应用较多的两种材料.目前将无机纳米金属材料通过超声自组装方法引入反渗透膜的技术还未有报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种新型简便的抗污染反渗透膜制备技术，将无机纳米金属材料与反渗透膜复合，以得到耐污染的反渗透膜，以期显著减少反渗透系统的化学药剂使用量和清洗频率,延长反渗透膜的使用寿命,节省系统的运行成本。
为了克服现有技术中反渗透抗污染改性易造成堵孔现象、过程复杂、改性剂难制备等问题，本发明提供了一种简便、新型的抗污染膜制备技术，能够有效的与聚酰胺反渗透膜复合，从而提高该膜的抗污染性能。
本发明的第一个实施方式涉及一种抗污染反渗透膜的制备方法，包括：
1)使用金属镀膜法将金属喷镀在载片上；
2)将镀有金属的载片置于溶剂中进行超声分散得到纳米金属悬液；
3)将反渗透膜置于步骤2)中得到的纳米金属悬液中并进行超声得到所述抗污染反渗透膜。
在本发明的另一个优选实施方式中，所述金属选自铂、银和钛中的至少一种，优选为铂。
在本发明的另一个优选实施方式中，所述步骤2)中的所述溶剂为水和乙醇的混合溶液，其中水/乙醇的体积比优选为1:1～1:10。
在本发明的另一个优选实施方式中，所述步骤2)中的超声的时间为1-100小时，优选2-50小时，更优选2-10小时。
在本发明的另一个优选实施方式中，所述步骤3)中的超声的时间0.2-10小时，优选0.5-5小时，更优选0.5-2小时。
本发明的第二实施方式涉及一种上述方法制备的抗污染反渗透膜。
在本发明的一个优选实施方式中，所述纳米金属在所述反渗透膜上形成了分子网络结构。
在本发明的一个优选实施方式中，所述抗污染反渗透膜中的金属为铂纳米颗粒。
本发明的有益效果是：
本发明采用一种新颖的超声自组装技术将无机纳米金属材料引入反渗透膜功能层，在其表面形成均匀的分子网络结构，可有效地阻挡污染物在膜表面附着沉积。
本发明的另一个优点是使用了金属铂作为抗污染材料,其能形成更好了金属网络结构，而且抗污染性能更加优异。
附图说明
图1初始反渗透膜扫描电镜图。
图2为本发明实施例2抗污染反渗透膜扫描电镜图。
图3为本发明实施例中制备的金属铂悬液扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但需要理解的是，这些实施例仅用于示例性的描述的优点和实施方式，而本发明的范围并不限于以下实施例。
实施例1
A.将超声清洗后的载玻片放入高真空溅射镀膜仪Leica EM SCD500中多次重复喷镀铂膜，溅射条件：溅射时间5S—30S；溅射电流20mA；工作距离35mm；工作气体Ar气；工作压力0.05mbar。
B.将镀膜后的载玻片放在水/乙醇体积比1:10中超声分散1小时得到金属铂悬液。
C.将反渗透膜片放在上述铂金悬液中再超声2小时即可。
D.配制无机物原水溶液：300mg/L NaHCO3、600mg/L CaCl2，将上述制备的抗污染反渗透膜放在所配的该原水溶液反复浸泡冲刷，之后测其水通量。该膜抗污染性能测试结果如下表所示。
实施例2
A.将超声清洗后的载玻片放入高真空溅射镀膜仪Leica EM SCD500中多次重复喷镀铂膜，溅射条件：溅射时间5S—30S；溅射电流20mA；工作距离35mm；工作气体Ar气；工作压力0.05mbar。
B.将镀膜后的载玻片放在水/乙醇体积比1:1中超声分散2小时得到金属铂悬液。
C.将反渗透膜片放在上述铂金悬液中再超声0.5小时即可。
D.配制有机物原水溶液：30mg/L牛奶溶液，将上述制备的抗污染反渗透膜放在所配的该原水溶液反复浸泡冲刷，之后测其水通量。该膜抗污染性能测试结果如下表所示。
图1为初始反渗透膜扫描电镜图。图2为本实施例的抗污染反渗透膜扫描电镜图。可以看出，通过本发明的方法，金属铂在反渗透陌上形成了一种网络结构，如此可非常有效地阻挡污染物在膜表面附着沉积。
实施例3
A.将超声清洗后的载玻片放入高真空溅射镀膜仪Leica EM SCD500中多次重复喷镀铂膜，溅射条件：溅射时间5S—30S；溅射电流20mA；工作距离35mm；工作气体Ar气；工作压力0.05mbar。
B.将镀膜后的载玻片放在水/乙醇体积比1:5中超声分散10小时得到金属铂悬液。
C.将反渗透膜片放在上述铂金悬液中再超声5小时即可。
D.配制含有大肠杆菌的原水溶液，将上述制备的抗污染反渗透膜放在所配的该原水溶液反复浸泡冲刷，之后测其水通量。该膜抗污染性能测试结果如下表所示。
表1
有表1可以看出，本发明的方法制备的抗污染反渗透膜的抗污染芯能非常良好，衰减率也非常低。在反渗透效果和使用寿命方面均得到的优异的效果。

Claims (13)

1.一种抗污染反渗透膜的制备方法，包括：
1)使用金属镀膜法将金属喷镀在载片上；
2)将镀有金属的载片置于溶剂中进行超声分散得到纳米金属悬液；
3)将反渗透膜置于步骤2)中得到的纳米金属悬液中并进行超声得到所述抗污染反渗透膜；所述金属选自铂、银和钛中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属为铂。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的所述溶剂为水和乙醇的混合溶液。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水和乙醇的体积比为1:1～1:10。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的超声的时间为1-100小时。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的超声的时间为2-50小时。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的超声的时间为2-10小时。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中的超声的时间为0.2-10小时。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中的超声的时间为0.5-5小时。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中的超声的时间为0.5-2小时。
11.一种根据权利要求1-10中任一项所述的方法制备的抗污染反渗透膜。
12.根据权利要求11所述的反渗透膜，其特征在于，所述纳米金属在所述反渗透膜上形成了分子网络结构。
13.根据权利要求11或12所述的反渗透膜，其特征在于，所述抗污染反渗透膜中的金属为铂纳米颗粒。
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