CN113491962B - 正渗透膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种渗透膜,具体讲涉及一种改性的正渗透膜,及其制备方法。所述正渗透膜具有包括亲水性支撑网格、混合有抗氧化剂的亲水性聚合物膜层的改性膜结构。该支撑网格为无纺布或聚酯筛网。带抗氧剂的亲水聚合物膜层不仅能够具有高的盐截留率,而且保证了在强氧化环境下的高耐氧化性,可以安全稳定的使用。本发明的耐氧化性正渗透膜具有提高净化分离水的效率,延长正渗透膜的使用寿命,达到了为整个渗透膜系统的使用降低成本的有益效果。本发明的正渗透膜可用于具有强氧化性的废水处理、水净化、食品、药品的过滤净化等领域。
Description
技术领域
本发明涉及高分子分离膜及其制备技术领域,具体涉及一种耐氧化性正渗透膜及其制备方法。
背景技术
正渗透(FO)过程是以汲取液和原料液间的渗透压差为驱动力,使水由低渗透压的原水侧通过选择性透过膜自动扩散至高渗透压的汲取液侧的过程,此过程不需要外加压力和能量。
区别于以压力驱动的膜分离过程如超滤、纳滤和反渗透技术,正渗透可以低压甚至无压操作,因而运行能耗低;低压运行下,无压力导致的滤饼层的形成,具有低的膜污染特征;在足够的渗透压差的情况下,可以有传统分离膜无法达到的高水回收率。
基于上述正渗透的特点,正渗透技术作为一种新型的膜分离技术近几年得到了迅速的发展,同时也成为了国内外研究者研究的热点,并已经应用于在食品、药学、能源等领域,在许多领域,特别是在海水淡化、饮用水处理和废水处理中展现出很好的应用前景。
理想的正渗透膜应同时具有良好的亲水性、通量高、高截盐率、抗污染性好等性能,这些是近年来本领域研究的热点方向。目前业界通用的认为醋酸纤维素正渗透膜相比芳香族聚酰胺复合膜耐氧化性更强,用醋酸纤维素作为正渗透膜的膜材料成为本领域研究及产品化的主流, 如现有中国专利201410050442 .7,其揭示了一种非对称的醋酸纤维素正渗透膜,旨在降低内浓差极化,提高正渗透通量和耐氯性。这些技术研究都旨在提高通量、截盐率、减少内浓差等,对于膜的耐氧化性方面没有提及及改进。
但在实际应用时,特别是在催化氧化工艺段后的废水的氧化性较强的情况下运行使用时仍会对膜造成损伤,而传统的前端添加还原剂的方法受水质、水量的波动无法保证后端的膜系统能绝对的安全,目前缺乏制备具有较强耐氧化性的正渗透膜应对这一困境。如上述现有中国专利201410050442 .7,其制造的膜无法直接在氧化性强的废水处理或其他原水中进行有效使用,其膜因受原水环境氧化性的损害而使得膜的使用寿命短,增加了整体膜系统的使用成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种对较强氧化性条件下可以安全稳定使用的强耐氧化性正渗透膜。
本发明的另一目的是提供一种制备对较强氧化性条件下可以安全稳定使用的耐氧化性正渗透膜的方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
本发明涉及一种正渗透膜。所提供的正渗透膜包括改性的亲水性聚合物膜层, 所述的亲水性聚合物膜层中含有亲水性聚合物和抗氧化剂;所述的亲水性聚合物膜层通过混合亲水性聚合物材料到含有抗氧化剂的溶剂系统中混合获得铸膜液、并对铸膜液进行成膜、去除溶剂工艺制备而成。
本发明的优选方案为:构成亲水性聚合物膜层的亲水性聚合物材料包括选自以下的至少一种:聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯中间体、醋酸纤维素、三醋酸纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、基于聚硅氧烷的聚合物、聚环氧乙烷和聚醋酸乙烯酯;所述的抗氧化剂为位阻酚类抗氧化剂;所述的抗氧化剂优选自下述的至少一种:2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮)。
本发明的另一优选方案为:所述铸膜液中,亲水性聚合物与抗氧化剂的质量占比为:8-15:0.1-1;优选为9-14:0.2-0.9,进一步优选为10-13:0.2-0.7,更优选为8:0.2,或为13:0.5或13:0.2或11:0.3。
本发明的再一优选方案为:还包括亲水性聚酯筛网或无纺布构成的支撑网格,所述的亲水性聚合物膜层叠层于支撑网格上,当所述支撑网格为聚酯筛网时其具有30µm-80µm的厚度,100-200目的孔径;优选为30µm、50µm、60µm、70 µm或80µm的厚度,100目、120目或150目的孔径;所述正渗透膜具有30µm-150µm 厚度,优选为30µm-100µm,进一步优选为30µm-80µm,更优选为30µm、50µm、60µm或70µm。
本发明的再一优选方案为:所述的铸膜液中各质量占比为:亲水聚合物为8-15wt.% ,抗氧化剂为0.1-1 wt.%;其溶剂系统包括5-20 wt.% 丙酮、5-10 wt.%甲醇及6-8wt.%乳酸、其余为1,4-二氧六环;优选为:亲水聚合物为9-14wt.% ,抗氧化剂为0.2-0.9wt.%;其溶剂系统包括7-20 wt.% 丙酮、5-8 wt.%甲醇及6-8 wt.%乳酸、其余为1,4-二氧六环;更优选为:亲水聚合物为10-13wt.% ,抗氧化剂为0.3-0.7wt.%;其溶剂系统包括10-20 wt.% 丙酮、6-8 wt.%甲醇及6-8 wt.%乳酸、其余为1,4-二氧六环;更优选为亲水聚合物为13 wt.%的三醋酸纤维素,1,4-二氧六环质量百分比为53.5wt.%,丙酮质量百分比为19 wt.%,甲醇质量百分比为8 wt.% ,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚质量百分比为0.5 wt.%,乳酸质量百分比为6 wt.% ;或进一步更优选为亲水聚合物为13wt.%的三醋酸纤维素,1,4-二氧六环质量百分比为53.8wt.%,丙酮质量百分比为19 wt.%,甲醇质量百分比为8 wt.% ,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚质量百分比为0.2 wt.%,乳酸质量百分比为6 wt.% ;或另一优选为亲水聚合物为11wt.%的三醋酸纤维素,1,4-二氧六环质量百分比为55.7wt.%,丙酮质量百分比为19 wt.%,甲醇质量百分比为8 wt.% ,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚质量百分比为0.3 wt.%,乳酸质量百分比为6 wt.%。
根据本发明的另一目的,本发明还涉及提供正渗透膜的制备方法,所述膜包括改性的亲水性聚合物膜层,所述方法包括:
(a)制备铸膜液:将亲水性聚合物材料、抗氧剂、溶水性有机溶剂系统进行混合,获得铸膜液;
(b)将所述的铸膜液涂布到铺有亲水性支撑网格的玻璃板或光玻璃板上,获得初生态正渗透膜;
(c)对初生态正渗透膜进行外层处理,去除溶剂,在初生态正渗透膜的外层上形成致密皮层,获得第二初生态正渗透膜;
(d) 对第二初生态正渗透膜进行分相成膜或界面成膜,获得所述的正渗透膜。
其中,还包括如下步骤:
(a-1)将步骤(a)所得到的铸膜液进行脱泡;
所述步骤(b)进一步为:将步骤(a-1)脱泡后的铸膜液倒在铺有亲水性支撑网格的玻璃板或光玻璃板上,用刮膜机制得一定厚度的初生态正渗透膜;
所述步骤(c)的外层处理及去除溶剂通过将所得到的初生态正渗透膜在空气中静置,使溶剂挥发并在外层形成致密皮层;
所述步骤(d)中通过将第二初生态正渗透膜浸入到去离子水中使其凝胶分相成膜;
(e)将步骤(d)所得到的正渗透膜浸泡在去离子水中去除残留的有机溶剂;
(f)取出正渗透膜用去离子水冲洗后,放于偏重亚硫酸钠的溶液中保存备用。
其中,所述的亲水性支撑网格材料为聚酯筛网或无纺布;当为聚酯筛网时,其厚度为30µm-80µm、孔径为100目-200目;优选为30µm、50µm、60µm或70µm的厚度,100目、120目或150目的孔径;所述的亲水聚合物材料选自聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯中间体、醋酸纤维素、三醋酸纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、基于聚硅氧烷的聚合物、聚环氧乙烷和聚醋酸乙烯酯中的至少一种;所述的抗氧化剂为位阻酚类抗氧化剂;所述溶剂系统为1,4-二氧六环、丙酮、甲醇、乳酸的混合液。所述位阻酚类抗氧化剂选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮)中的至少一种。
其中,所述铸膜液中亲水性聚合物的质量占比为8-15wt.%;抗氧化剂的质量占比为 0.1-1 wt.% ;优选为所述铸膜液中亲水性聚合物的质量占比为9-14wt.%;抗氧化剂质量占比为 0.2-0.9 wt.% ;进一步优选为所述铸膜液中亲水性聚合物的质量占比为10-13wt.%;抗氧化剂质量占比为 0.2-0.7 wt.% ;更优选为亲水性聚合物的质量占比为8wt.%;抗氧化剂质量占比为 0.2wt.% ;或更优选为亲水性聚合物的质量占比为13wt.%;抗氧化剂质量占比为 0.5wt.% 或0.2wt.%;或更优选为亲水性聚合物的质量占比为11wt.%;抗氧化剂质量占比为 0.3wt.% 。
其中,所述溶剂系统组分及在铸膜液中的质量占比为:丙酮质量百分比5-20wt.%,甲醇质量百分比5-10 wt.%,乳酸质量百分比6-8 wt.%,其余为1,4-二氧六环;优选为:丙酮质量百分比7-20wt.%,甲醇质量百分比5-8 wt.%,乳酸质量百分比6-8 wt.%,其余为1,4-二氧六环;更优选为:丙酮质量百分比10-20wt.%,甲醇质量百分比6-8wt.%,乳酸质量百分比6-8 wt.%,其余为1,4-二氧六环;进一步优选为丙酮质量百分比为19 wt.%、甲醇质量百分比为8 wt.% 、乳酸质量百分比为6%、其余为1,4-二氧六环。
其中,所述的亲水性支撑网格为聚酯筛网,其厚度为30µm或50µm、70µm、孔径为100目或120目或150目,经过预清洁处理后使用;预清洁处理步骤为:聚酯筛网分别用10%的氢氧化钠 、2%的盐酸浸泡处理1小时去除表面吸附的杂质,然后用去离子水冲洗,烘干备用;所述用刮膜机制得初生态正渗透膜厚度为30µm-150µm, 优选为30µm-100µm,进一步优选为30µm-80µm,更优选为30µm、50µm、60unm、或70µm。
其中,所述制备方法的步骤(a)中,混合条件为在30-50℃的温度下搅拌12-48h,使其混合均匀;优选为40-50℃的温度下搅拌12-32h;更优选为40℃ 温度下搅拌24小时;所述脱泡方式为静置12-36h充分脱泡或辅助超声脱泡;优选静置24h;所述在空气中静置的条件是不高于温度25℃和不低于湿度90%的环境,静置时间为30-90秒使其形成致密的致密皮层,优选为温度25℃和湿度90%的环境,静置时间为30-60秒。
其中,所述制备方法的步骤(e)中,膜在去离子水中浸泡前,先将膜放入40-50℃的水浴中热处理5-20分钟, 放入去离子水中去除残留的有机溶剂的浸泡时间为12-36小时;优选50℃水浴中热处理15分钟后放入离子水中浸泡24小时;所述制备方法的步骤(f)中的偏重亚硫酸钠的浓度为0.5-2%之间。
本发明的提供的正渗透膜可用于强氧化性的废水处理、水净化、食品、药品的过滤、净化。
本发明提供的正渗透膜及其制备方法中,所发明的正渗透膜是一种改性膜,通过在亲水聚合物层中混合抗氧化剂特别是加入位阻酚类抗氧化剂共混,获得强耐氧化性效果,从而制得可以在较强氧化性条件下,仍然可以安全稳定使用的耐氧化性正渗透膜。
同时,本发明的一方案中在无纺布或聚酯筛网上形成高亲水性的亲水性聚合物层能够提高渗水性和水通量及盐截留率,而亲水性聚合物膜层中的抗氧化剂特别是位阻酚类抗氧化剂如选自2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚保证了正渗透膜的耐氧化性和化学品耐受性,可以有效降低原水的氧化性限制,减少前处理的的还原剂的投入,从而降低运行成本,同时提高了正渗透膜的运行稳定性,提高了净化分离水的效率,延长了正渗透膜的使用寿命,为整个渗透膜系统的使用降低成本。
同时,本发明的正渗透膜的制备方法包括在优化条件下形成具有耐氧化性的亲水性聚合物膜层,不仅具有高的膜通量,高的盐截留率,同时还具有高的耐氧化性,降低进膜原水的氧化性限制,提高了正渗透膜的运行稳定性,从而提高了净化分离水的效率,延长了正渗透膜的使用寿命,为整个渗透膜系统的使用降低成本。
附图说明
图1为本发明正渗透膜制备工艺流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的正渗透膜及其制备方法,其具体实施方式、结构、制备方法、特征及其功效,说明如后。本发明提供以下的实施例为进一步描述本发明, 但所描述的实施例仅用于说明本发明不是限制本发明。
如图1所示,为本发明正渗透膜制备工艺流程图,具体工艺流程说明如下:
(1)支撑网格预准备:将聚酯筛网除杂质、冲洗干净处理后烘干备用;根据需要是否进行聚酯筛网的预准备;
(2)制备铸膜液:将亲水性聚合物材料、抗氧化剂和有机溶剂系统进行均匀混合。本发明进一步为亲水性聚合物材料、位阻酚类抗氧化剂加入到溶水性有机溶剂系统混合液中,在30℃-50℃的温度下搅拌12-48h之后得到均匀的铸膜液;
(3)脱泡:将步骤2所得到的铸膜液静置12-36h充分脱泡或辅助超声脱泡;
(4)初生态正渗透膜制备:将完全脱泡的铸膜液倒在铺有预处理干净的聚酯筛网的玻璃板或直接倒在光玻璃板上,用刮膜机制得一定厚度的初生态正渗透膜;
(5)成膜:将步骤4所得到的膜在一定温度和湿度环境下,静置在空气中数秒使其形成致密的皮层,之后浸入到去离子水中使其凝胶分相成膜;本发明中优选为温度不高于25℃,湿度不低于90%的空气中静置30-90秒;
(6)优化处理:将步骤5所得到的膜放入40-50℃的水浴中热处理5-20分钟,随后浸泡在去离子水中24h去除残留的有机溶剂,得到进一步优化的正渗透膜;
(7)保存备用:取出正渗透膜用去离子水冲洗后,放在0.5-2%偏重亚硫酸钠的溶液中保存备用。根据需要是否进行保存备用。
实施例1
(1) 将厚度为30µm,200目的聚酯筛网分别用2%的盐酸、10%的氢氧化钠浸泡处理1小时去除表面吸附的杂质,然后用去离子水冲洗,烘干备用;
(2) 将三醋酸纤维素质量百分比13 wt.%加入到1,4-二氧六环质量百分比53.5wt.%、丙酮质量百分比19 wt.%、甲醇质量百分比8 wt.% 、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚质量百分比0.5 wt.%及乳酸质量百分比6%的混合液中,在40℃的温度下搅拌24h之后得到均匀的铸膜液;
(3) 将步骤2所得到的铸膜液静置24h充分脱泡或辅助超声脱泡;
(4) 将完全脱泡的铸膜液倒在铺有聚酯筛网(厚度30µm)的玻璃板上,用刮膜机制得厚度50µm初生态正渗透膜;
(5) 将步骤4所得到的膜在温度25℃和湿度90%环境中,静置在空气中60秒使其形成致密的皮层,之后浸入到去离子水中使其凝胶分相成膜;
(6) 将步骤5所得到的膜放入40-50℃的水浴中热处理5-15分钟,随后浸泡在去离子水中24h去除残留的有机溶剂。
膜性能:
上述步骤制备的正渗透膜厚度为50µm,以0.5mol/L氯化钠、添加双氧水的ORP值为+800mv的0.01mol/L硫酸镁分别作为汲取液和料液,其膜通量可以达到11.5L/(m2*h),硫酸镁的截留率大于98%,在以双氧水模拟的ORP值为+800mv的条件下浸泡30天膜性能未下降。具体性能测试参见表1。
实施例2
(1) 将三醋酸纤维质量百分比13 wt.%加入到1,4-二氧六环质量百分比53.8wt.%、丙酮质量百分比19 wt.%、甲醇质量百分比8 wt.% 、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚质量百分比0.2 wt.%及乳酸质量百分比6%的混合液中,在40℃的温度下搅拌24h之后得到均匀的铸膜液;
(2) 将步骤1所得到的铸膜液静置24h充分脱泡或辅助超声脱泡;
(3) 将完全脱泡的铸膜液倒在玻璃板上,用刮膜机制得厚度50µm初生态正渗透膜;
(4) 将步骤3所得到的膜在温度25℃和湿度90%环境中,静置在空气中60秒使其形成致密的皮层,之后浸入到去离子水中使其凝胶分相成膜;
(5) 将步骤4所得到的膜放入40-50℃的水浴中热处理5-15分钟,随后浸泡在去离子水中24h去除残留的有机溶剂。
膜性能:
上述步骤制备的正渗透膜厚度为50µm,以0.5mol/L氯化钠、添加双氧水的ORP值为+800mv的0.01mol/L硫酸镁别作为汲取液和料液,其膜通量可以达到11.2L/(m2*h),硫酸镁的截留率大于98%,在以双氧水模拟的ORP值为+800mv的条件下浸泡30天膜性能未下降。具体性能测试参见表1。
实施例3
(1) 将三醋酸纤维质量百分比13 wt.%加入到1,4-二氧六环质量百分比53.8wt.%、丙酮质量百分比19 wt.%、甲醇质量百分比8 wt.% 、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯质量百分比0.2 wt.%及乳酸质量百分比6%的混合液中,在40℃的温度下搅拌24h之后得到均匀的铸膜液;
(2) 将步骤1所得到的铸膜液静置24h充分脱泡或辅助超声脱泡;
(3) 将完全脱泡的铸膜液倒在玻璃板上,用刮膜机制得厚度50µm初生态正渗透膜;
(4) 将步骤3所得到的膜在温度25℃和湿度90%环境中,静置在空气中60秒使其形成致密的皮层,之后浸入到去离子水中使其凝胶分相成膜;
(5) 将步骤4所得到的膜放入40-50℃的水浴中热处理5-15分钟,随后浸泡在去离子水中24h去除残留的有机溶剂。
膜性能:
上述步骤制备的正渗透膜厚度为50µm,以0.5mol/L氯化钠、添加双氧水的ORP值为+800mv的0.01mol/L硫酸镁分别作为汲取液和料液,其膜通量可以达到11.3L/(m2*h),硫酸镁的截留率大于98%,在以双氧水模拟的ORP值为+800mv的条件下浸泡30天膜性能未下降。具体性能测试参见表1。
实施例4
(1) 将三醋酸纤维质量百分比11 wt.%加入到1,4-二氧六环质量百分比55.7wt.%、丙酮质量百分比19 wt.%、甲醇质量百分比8 wt.% 、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚质量百分比0.3 wt.%及乳酸质量百分比6%的混合液中,在40℃的温度下搅拌24h之后得到均匀的铸膜液;
(2) 将步骤1所得到的铸膜液静置24h充分脱泡或辅助超声脱泡;
(3) 将完全脱泡的铸膜液倒在玻璃板上,用刮膜机制得厚度70µm初生态正渗透膜;
(4) 将步骤3所得到的膜在温度25℃和湿度90%环境中,静置在空气中60秒使其形成致密的皮层,之后浸入到去离子水中使其凝胶分相成膜;
(5) 将步骤4所得到的膜放入50℃的水浴中热处理15分钟,随后浸泡在去离子水中24h去除残留的有机溶剂。
膜性能:
上述步骤制备的正渗透膜厚度为70µm,以0.5mol/L氯化钠、添加双氧水的ORP值为+800mv的0.01mol/L硫酸镁分别作为汲取液和料液,其膜通量可以达到12.5L/(m2*h),硫酸镁的截留率大于98%,在以双氧水模拟的ORP值为+800mv的条件下浸泡30天膜性能未下降。具体性能测试参见表1。
表1 使用0.5mol/L氯化钠抽取液、添加双氧水的ORP值为+800mv的0.01mol/L硫酸镁作为料液的膜性能评估。
通过表1可以看出,添加了抗氧化剂的本发明正渗透膜具有强的耐氧化性,即使在经过30天的较强氧电位水中浸泡,其膜的性能也没有受到影响。而对于现有的三醋酸纤维素构成的正渗透膜及现有产品的正渗透膜,其耐氧化性不强,随着浸泡时间越长,膜性能下降越厉害。
本发明提供的正渗透膜及其制备方法中,所发明的正渗透膜是一种改性膜,通过在亲水聚合物层中混合抗氧化剂特别是加入位阻酚类抗氧化剂共混,获得强耐氧化性效果,从而制得可以在较强氧化性条件下,仍然可以安全稳定使用的耐氧化性正渗透膜。
在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述,但是,很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (12)
1.一种正渗透膜,其特征在于:包括改性的亲水性聚合物膜层,所述的亲水性聚合物膜层中含有亲水性聚合物和抗氧化剂;所述的亲水性聚合物膜层通过混合亲水性聚合物材料到含有抗氧化剂的溶剂系统中混合获得铸膜液、并对铸膜液进行成膜、去除溶剂工艺制备而成;所述铸膜液中亲水性聚合物为三醋酸纤维素,其质量占比为11-13wt.%;抗氧化剂为位阻酚类抗氧化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,其质量占比为0.2-0.7wt.%;
所述正渗透膜以0.5mol/L氯化钠、添加双氧水的ORP值为+800mv的0.01mol/L硫酸镁分别作为汲取液和料液,在经过以双氧水模拟的ORP值为+800mv的强氧电位水中浸泡30天后测试,膜性能未下降。
2.如权利要求1所述的正渗透膜,其特征在于:所述抗氧化剂在铸膜液中的质量占比为:0.3-0.5wt.%。
3.如权利要求1所述的正渗透膜,其特征在于:还包括亲水性聚酯筛网或无纺布构成的支撑网格,所述的亲水性聚合物膜层叠层于支撑网格上,当所述支撑网格为聚酯筛网时其具有30μm-80μm的厚度,100-200目的孔径;所述正渗透膜具有30μm-150μm厚度。
4.如权利要求1所述的正渗透膜,其特征在于:所述的铸膜液中,其溶剂系统包括5-20wt.%丙酮、5-10wt.%甲醇及6-8wt.%乳酸、其余为1,4-二氧六环。
5.一种正渗透膜的制备方法,其特征在于:所述膜包括改性的亲水性聚合物膜层,所述方法包括:
(a)制备铸膜液:将亲水性聚合物材料、抗氧剂、水溶性有机溶剂系统进行混合,获得铸膜液;
(b)将所述的铸膜液涂布到铺有亲水性支撑网格的玻璃板或光玻璃板上,获得初生态正渗透膜;
(c)对初生态正渗透膜进行外层处理,去除溶剂,在初生态正渗透膜的外层上形成致密皮层,获得第二初生态正渗透膜;
(d)对第二初生态正渗透膜进行分相成膜或界面成膜,获得所述的正渗透膜;
所述铸膜液中亲水性聚合物为三醋酸纤维素,其质量占比为11-13wt.%;抗氧化剂为位阻酚类抗氧化剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,其质量占比为0.2-0.7wt.%;
所述正渗透膜以0.5mol/L氯化钠、添加双氧水的ORP值为+800mv的0.01mol/L硫酸镁分别作为汲取液和料液,在经过以双氧水模拟的ORP值为+800mv的强氧电位水中浸泡30天后测试,膜性能未下降。
6.如权利要求5所述的正渗透膜的制备方法,其特征在于,还包括如下步骤:
(a-1)将步骤(a)所得到的铸膜液进行脱泡;
所述步骤(b)进一步为:将步骤(a-1)脱泡后的铸膜液倒在铺有亲水性支撑网格的玻璃板或光玻璃板上,用刮膜机制得一定厚度的初生态正渗透膜;
所述步骤(c)的外层处理及去除溶剂通过将所得到的初生态正渗透膜在空气中静置,使溶剂挥发并在外层形成致密皮层;
所述步骤(d)中通过将第二初生态正渗透膜浸入到去离子水中使其凝胶分相成膜;
(e)将步骤(d)所得到的正渗透膜浸泡在去离子水中去除残留的有机溶剂;
(f)取出正渗透膜用去离子水冲洗后,放于偏重亚硫酸钠的溶液中保存备用。
7.如权利要求6所述的正渗透膜的制备方法,其特征在于:所述的亲水性支撑网格材料为聚酯筛网或无纺布;当为聚酯筛网时,其厚度为30μm-80μm、孔径为100目-200目;所述水溶性有机溶剂系统为1,4-二氧六环、丙酮、甲醇、乳酸的混合液。
8.如权利要求5所述的正渗透膜的制备方法,其特征在于:抗氧化剂的质量占比为0.3-0.5wt.%。
9.如权利要求5所述的正渗透膜的制备方法,其特征在于:所述铸膜液中溶剂系统组分及质量占比为:丙酮质量百分比5-20wt.%,甲醇质量百分比5-10wt.%,乳酸质量百分比6-8wt.%,其余为1,4-二氧六环。
10.如权利要求7所述的正渗透膜的制备方法,其特征在于:所述的亲水性支撑网格为聚酯筛网,其厚度为30μm或50μm或60μm或70μm、孔径为100目或150目,经过预清洁处理后使用;预清洁处理步骤为:聚酯筛网分别用10%的氢氧化钠、2%的盐酸浸泡处理1小时去除表面吸附的杂质,然后用去离子水冲洗,烘干备用;所述用刮膜机制得初生态正渗透膜厚度为30μm-150μm。
11.如权利要求6中所述的正渗透膜的制备方法,其特征在于:所述制备方法的步骤(a)中,混合条件为在30-50℃的温度下搅拌12-48h,使其混合均匀;所述脱泡方式为静置12-36h充分脱泡或辅助超声脱泡;所述在空气中静置的条件是温度不高于25℃和湿度不低于90%的环境,静置时间为30-90秒使其形成致密的致密皮层。
12.如权利要求6所述的正渗透膜的制备方法,其特征在于:所述制备方法的步骤(e)中,膜在去离子水中浸泡前,先将膜放入50℃的水浴中热处理15分钟,放入去离子水中去除残留的有机溶剂的浸泡时间为12-36小时;所述制备方法的步骤(f)中的偏重亚硫酸钠的浓度为0.5-2%之间。
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