CN107638806A - 一种新型反渗透膜材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型反渗透膜材料及其制备方法，反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂20‑30份、微晶纤维素10‑20份、氯化聚乙烯5‑15份、阴离子聚丙烯酰胺2‑8份、有机溶剂10‑20份、纳米氧化锌5‑15份、纳米氧化铝8‑18份、哌嗪酰胺4‑12份、丙烯‑烷基聚酰胺10‑18份以及季铵盐抗菌剂1‑6份，本发明制备方法简单，制得的反渗透膜材料选择透过性好，能够有效的过滤废水中的胶体、微生物、有机物；同时还具有耐腐蚀、耐水解、耐酸碱、耐生物侵蚀的优点，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及反渗透膜材料制备技术领域，具体为一种新型反渗透膜材料及其制备方法。
背景技术
膜科学技术是一门多学科交叉的新兴技术。近年来，在各学科发展和相互渗透的基础上，膜科学技术有了迅速的发展，已成为化学及化学工程学科发展新的增长点，亦是当代高新技术发展的重点。膜分离技术是指用人工合成或天然的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质或溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透。作为当代新型高效分离技术，膜分离技术具有投资低、能耗低、建设周期短、对环境影响小等特点，并成为解决人类资源和环境问题的重要手段，在海水淡化、废水处理与回收、物质的分离与提纯等众多领域应用前景广泛。
目前工业上最常用的反渗透膜为聚酰胺复合膜，其过滤效果好，但是其不耐氧化，抗污染能力差，耐氯性差 , 导致膜使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型反渗透膜材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型反渗透膜材料,反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂20-30份、微晶纤维素10-20份、氯化聚乙烯5-15份、阴离子聚丙烯酰胺2-8份、有机溶剂10-20份、纳米氧化锌5-15份、纳米氧化铝8-18份、哌嗪酰胺4-12份、丙烯-烷基聚酰胺10-18份以及季铵盐抗菌剂1-6份。
优选的，反渗透膜材料组分优选的成分配比包括聚乙烯醇树脂25份、微晶纤维素15份、氯化聚乙烯10份、阴离子聚丙烯酰胺5份、有机溶剂15份、纳米氧化锌10份、纳米氧化铝13份、哌嗪酰胺8份、丙烯-烷基聚酰胺14份以及季铵盐抗菌剂4份。
优选的，所述有机溶剂采用二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N 甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或多种混合物。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
A、将聚乙烯醇树脂、氯化聚乙烯、阴离子聚丙烯酰胺混合后加入加热罐中进行加热，加热温度为80℃-110℃，加热5min后依次加入纳米氧化锌、纳米氧化铝，继续加热10min，静置得到混合物A；
B、将微晶纤维素、有机溶剂、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺以及季铵盐抗菌剂混合后加入搅拌罐中搅拌，之后静置10min-20min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，在常温下充分搅拌，之后放入冷藏室冷藏4h-6h，即得到反渗透膜材料。
优选的，所述步骤B中搅拌速率为1000-2000转/分，搅拌时间为15min-30min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备方法简单，制得的反渗透膜材料选择透过性好，能够有效的过滤废水中的胶体、微生物、有机物；同时还具有耐腐蚀、耐水解、耐酸碱、耐生物侵蚀的优点，使用寿命长；本发明中添加的纳米氧化锌、纳米氧化铝，能够减少成膜的缺陷率。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：一种新型反渗透膜材料,反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂20-30份、微晶纤维素10-20份、氯化聚乙烯5-15份、阴离子聚丙烯酰胺2-8份、有机溶剂10-20份、纳米氧化锌5-15份、纳米氧化铝8-18份、哌嗪酰胺4-12份、丙烯-烷基聚酰胺10-18份以及季铵盐抗菌剂1-6份。
实施例一：
反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂20份、微晶纤维素10份、氯化聚乙烯5份、阴离子聚丙烯酰胺2份、有机溶剂10份、纳米氧化锌5份、纳米氧化铝8份、哌嗪酰胺4份、丙烯-烷基聚酰胺10份以及季铵盐抗菌剂1份。
本实施例中，有机溶剂采用二甲基乙酰胺。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将聚乙烯醇树脂、氯化聚乙烯、阴离子聚丙烯酰胺混合后加入加热罐中进行加热，加热温度为80℃，加热5min后依次加入纳米氧化锌、纳米氧化铝，继续加热10min，静置得到混合物A；
B、将微晶纤维素、有机溶剂、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺以及季铵盐抗菌剂混合后加入搅拌罐中搅拌，之后静置10min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，在常温下充分搅拌，之后放入冷藏室冷藏4h，即得到反渗透膜材料。
本实施例中，步骤B中搅拌速率为1000转/分，搅拌时间为15min。
实施例二：
反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂30份、微晶纤维素20份、氯化聚乙烯15份、阴离子聚丙烯酰胺8份、有机溶剂20份、纳米氧化锌15份、纳米氧化铝18份、哌嗪酰胺12份、丙烯-烷基聚酰胺18份以及季铵盐抗菌剂6份。
本实施例中，有机溶剂采用N 甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜混合物。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将聚乙烯醇树脂、氯化聚乙烯、阴离子聚丙烯酰胺混合后加入加热罐中进行加热，加热温度为110℃，加热5min后依次加入纳米氧化锌、纳米氧化铝，继续加热10min，静置得到混合物A；
B、将微晶纤维素、有机溶剂、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺以及季铵盐抗菌剂混合后加入搅拌罐中搅拌，之后静置20min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，在常温下充分搅拌，之后放入冷藏室冷藏6h，即得到反渗透膜材料。
本实施例中，步骤B中搅拌速率为2000转/分，搅拌时间为30min。
实施例三：
反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂22份、微晶纤维素12份、氯化聚乙烯7份、阴离子聚丙烯酰胺3份、有机溶剂12份、纳米氧化锌7份、纳米氧化铝9份、哌嗪酰胺6份、丙烯-烷基聚酰胺11份以及季铵盐抗菌剂2份。
本实施例中，有机溶剂采用N 甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜混合物。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将聚乙烯醇树脂、氯化聚乙烯、阴离子聚丙烯酰胺混合后加入加热罐中进行加热，加热温度为90℃，加热5min后依次加入纳米氧化锌、纳米氧化铝，继续加热10min，静置得到混合物A；
B、将微晶纤维素、有机溶剂、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺以及季铵盐抗菌剂混合后加入搅拌罐中搅拌，之后静置12min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，在常温下充分搅拌，之后放入冷藏室冷藏4.5h，即得到反渗透膜材料。
本实施例中，步骤B中搅拌速率为1200转/分，搅拌时间为18min。
实施例四：
反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂28份、微晶纤维素18份、氯化聚乙烯13份、阴离子聚丙烯酰胺7份、有机溶剂18份、纳米氧化锌13份、纳米氧化铝16份、哌嗪酰胺10份、丙烯-烷基聚酰胺16份以及季铵盐抗菌剂5份。
本实施例中，有机溶剂采用二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺混合物。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将聚乙烯醇树脂、氯化聚乙烯、阴离子聚丙烯酰胺混合后加入加热罐中进行加热，加热温度为105℃，加热5min后依次加入纳米氧化锌、纳米氧化铝，继续加热10min，静置得到混合物A；
B、将微晶纤维素、有机溶剂、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺以及季铵盐抗菌剂混合后加入搅拌罐中搅拌，之后静置16min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，在常温下充分搅拌，之后放入冷藏室冷藏6h，即得到反渗透膜材料。
本实施例中，步骤B中搅拌速率为1600转/分，搅拌时间为20min。
实施例五：
反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂25份、微晶纤维素15份、氯化聚乙烯10份、阴离子聚丙烯酰胺5份、有机溶剂15份、纳米氧化锌10份、纳米氧化铝13份、哌嗪酰胺8份、丙烯-烷基聚酰胺14份以及季铵盐抗菌剂4份。
本实施例中，有机溶剂采用二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N 甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜混合物。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、将聚乙烯醇树脂、氯化聚乙烯、阴离子聚丙烯酰胺混合后加入加热罐中进行加热，加热温度为100℃，加热5min后依次加入纳米氧化锌、纳米氧化铝，继续加热10min，静置得到混合物A；
B、将微晶纤维素、有机溶剂、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺以及季铵盐抗菌剂混合后加入搅拌罐中搅拌，之后静置15min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，在常温下充分搅拌，之后放入冷藏室冷藏5h，即得到反渗透膜材料。
本实施例中，步骤B中搅拌速率为1500转/分，搅拌时间为22min。
实验例：
采用本发明各实施例制得的反渗透膜材料制备反渗透膜，之后过滤废水，检测废水过滤效果，得到数据如下表：
| 过滤效率（%） | |
| 实施例一 | 95.8 |
| 实施例二 | 96.7 |
| 实施例三 | 96.8 |
| 实施例四 | 97.2 |
| 实施例五 | 98.5 |
本发明制备方法简单，制得的反渗透膜材料选择透过性好，能够有效的过滤废水中的胶体、微生物、有机物；同时还具有耐腐蚀、耐水解、耐酸碱、耐生物侵蚀的优点，使用寿命长；本发明中添加的纳米氧化锌、纳米氧化铝，能够减少成膜的缺陷率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种新型反渗透膜材料,其特征在于：反渗透膜材料组分按重量份数包括聚乙烯醇树脂20-30份、微晶纤维素10-20份、氯化聚乙烯5-15份、阴离子聚丙烯酰胺2-8份、有机溶剂10-20份、纳米氧化锌5-15份、纳米氧化铝8-18份、哌嗪酰胺4-12份、丙烯-烷基聚酰胺10-18份以及季铵盐抗菌剂1-6份。
2.根据权利要求1所述的一种新型反渗透膜材料,其特征在于：反渗透膜材料组分优选的成分配比包括聚乙烯醇树脂25份、微晶纤维素15份、氯化聚乙烯10份、阴离子聚丙烯酰胺5份、有机溶剂15份、纳米氧化锌10份、纳米氧化铝13份、哌嗪酰胺8份、丙烯-烷基聚酰胺14份以及季铵盐抗菌剂4份。
3.根据权利要求1所述的一种新型反渗透膜材料,其特征在于：所述有机溶剂采用二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N 甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或多种混合物。
4.实现权利要求1所述的一种新型反渗透膜材料的制备方法,其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
A、将聚乙烯醇树脂、氯化聚乙烯、阴离子聚丙烯酰胺混合后加入加热罐中进行加热，加热温度为80℃-110℃，加热5min后依次加入纳米氧化锌、纳米氧化铝，继续加热10min，静置得到混合物A；
B、将微晶纤维素、有机溶剂、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺以及季铵盐抗菌剂混合后加入搅拌罐中搅拌，之后静置10min-20min，得到混合物B；
C、将混合物B加入混合物A中，在常温下充分搅拌，之后放入冷藏室冷藏4h-6h，即得到反渗透膜材料。
5.根据权利要求4所述的一种新型反渗透膜材料的制备方法,其特征在于：所述步骤B中搅拌速率为1000-2000转/分，搅拌时间为15min-30min。
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