CN217188883U - 一种石墨烯改性反渗透膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯改性反渗透膜，包含：第一石墨烯反渗透膜组件、第二石墨烯反渗透膜组件和石墨烯改性进水格网，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件结构相同，第一石墨烯反渗透膜组件包含石墨烯改性反渗透膜片、石墨改性产水格网，石墨烯改性反渗透膜片朝左侧设有开口，石墨烯改性反渗透膜片的截面为左中括号“[”形，石墨改性产水格网填充在石墨烯改性反渗透膜片的开口内，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件之间通过石墨烯进水格网进行分隔，形成原水通路。本实用新型提高抗压性，增强抗菌性能，左中括号“[”形石墨烯改性反渗透膜片的开口填充石墨改性产水格网，使石墨改性产水格网安装更加稳定。

Description

一种石墨烯改性反渗透膜

技术领域

本实用新型涉及水处理膜技术技术领域，具体涉及为一种石墨烯改性反渗透膜。

背景技术

当前整个世界都面临着水资源和能源危机的共同挑战，其中水资源短缺带来的影响会波及全球约三分之二的人口。我国社会经济在近年来得到了快速的发展，不新提高的城市化背后隐藏的是愈发严重的水污染和水资源匮乏的问题。对水资源的再利用能够解决这个问题，其中膜分离技术是目前水处理工艺中使用范围较广的一种。

反渗透膜是一种高效的污水处理装置，可有效过滤掉污水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等高分子物质以及污染物，确保可以达到污水处理的较高标准。

石墨烯是一种性能优异的新材料，具有良好的力学特性和抗菌性能，采用石墨烯作为滤水材料能够有效的提高材料的脱盐效率、使用寿命和抗菌性。

现有反渗透膜虽然可提供较好的脱盐效果，但仍存在如下缺点：

1、反渗透膜过滤精度高，从而膜孔小，导致膜通量不高，滤水效率不高快、出水量低；

2、反渗透膜反渗透技术需要加压进行渗透，浓缩倍率较低，可承受的操作压力较低，产生废水多；

3、抗污堵性不强，1-2年需更换；

4、传统反渗透膜过滤材料多采用醋酸纤维素(CA)和芳香聚酰胺两大类膜材料，均不能抑制细菌的滋生，而反渗透膜原水中含有大量的微生物病毒，并且还含有多种适合微生物繁殖的营养成分，使用过程中细菌易滋生；

5、稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限，使用范围有限。

为此，提供一种石墨烯改性反渗透膜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种石墨烯改性反渗透膜，以解决脱盐性能不足，可承受的操作压力较低，细菌易滋生的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种石墨烯改性反渗透膜，包括：第一石墨烯反渗透膜组件、第二石墨烯反渗透膜组件和石墨烯改性进水格网，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件结构相同，第一石墨烯反渗透膜组件包含石墨烯改性反渗透膜片、石墨改性产水格网，石墨烯改性反渗透膜片朝左侧设有开口，石墨烯改性反渗透膜片的截面为左中括号“[”形，石墨改性产水格网填充在石墨烯改性反渗透膜片的开口内，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件之间通过石墨烯进水格网进行分隔，形成原水通路。

进一步地，石墨烯改性反渗透膜片的开口处进行粘连密封，石墨改性产水格网密封在开口里面。

进一步地，石墨烯改性反渗透膜片由顶层、中间层和底层构成，顶层、中间层和底层分别为石墨烯改性交联芳香聚酰胺、石墨烯改性聚砜支撑层、石墨烯改性聚酯无纺布。

进一步地，石墨烯改性交联芳香聚酰胺的厚度为0.15-0.30μm。

进一步地，石墨烯改性聚砜支撑层的厚度为35-45μm。

进一步地，石墨烯改性聚酯无纺布的厚度为110-130μm。

进一步地，石墨改性产水格网的厚度为40-100μm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用石墨烯复合改性反渗透膜，可在保证原有脱盐率基础上，使膜面更薄、强度更高，从而提高膜通量，提高滤水效率；可提高反渗透膜抗压性，使反渗透膜可承受更高的操作压力，减少废水量；添加氧化石墨烯改性反渗透膜可加强膜面亲水性，提高反渗透膜抗堵性，延长使用寿命；利用石墨烯表面纳米刀物理抗菌结构，增强反渗透膜自身抗菌性能，减少细菌滋生；利用石墨烯高强物理性能，可提高反渗透膜稳定性，可扩大使用范围。左中括号“[”形石墨烯改性反渗透膜片的开口填充石墨改性产水格网，使石墨改性产水格网安装更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的石墨烯改性反渗透膜片结构简图；

附图标记：1-石墨烯改性反渗透膜片，2-石墨改性产水格网，3-石墨烯改性进水格网，11-石墨烯改性交联芳香聚酰胺，12-石墨烯改性聚砜支撑层，13-石墨烯改性聚酯无纺布。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种石墨烯改性反渗透膜，包括：第一石墨烯反渗透膜组件、第二石墨烯反渗透膜组件和石墨烯改性进水格网3，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件结构相同，第一石墨烯反渗透膜组件包含石墨烯改性反渗透膜片1、石墨改性产水格网2，石墨烯改性反渗透膜片1朝左侧设有开口，石墨烯改性反渗透膜片1的截面为左中括号“[”形，石墨改性产水格网2填充在石墨烯改性反渗透膜片1的开口内，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件之间通过石墨烯进水格网3进行分隔，形成原水通路，第一石墨烯反渗透膜组件、石墨烯进水格网3与第二石墨烯反渗透膜组件依次从上至下排列，流入水流经石墨烯改性进水格网引流，再经石墨烯改性反渗透膜片1过滤后，由石墨烯改性产水格网导出干净水。“透过水通路”即“产水通道”，都是指原水通过膜片过滤后，纯水所流动的空间。原水通路是指水流流入经石墨烯改性进水格网的通道，透过水通路是指经石墨烯改性反渗透膜片1过滤，由石墨烯改性产水格网导出干净水的通道。透过水通路即产水通道，都是指原水通过膜片过滤后，纯水所流动的空间。

石墨烯改性反渗透膜片的作用是使原水通路中的原水在压力作用下透过膜片，有效过滤原水，使透过纯水在密封的产水通道中流动；石墨改性产水格网2与石墨烯改性进水格网3的作用是防止石墨烯改性反渗透膜片1粘连，保障水通路畅通，石墨改性产水格网2填充在石墨烯改性反渗透膜片1的左中括号“[”形开口内，使石墨改性产水格网2与石墨烯改性反渗透膜片1的连接更加稳固。将原水注入第一、第二石墨烯反渗透膜组件之间的原水通路中，进行适当增压，使过滤水透过石墨烯改性反渗透膜片进入透过水通路中，大分子有机污染物及金属离子被隔离在膜片外部，从而得到纯水。石墨烯改性反渗透膜的过水过滤方向，如图1所示，如箭头所指方向，从石墨改性产水格网2右侧流出，虽然四周粘连了密封胶，但是右侧是粘连在水管上的，水管上有小孔分布，用于收集纯水。滤芯的整体结构是一片膜片对折然后侧面粘连，形成一个储水(纯水)袋，底部再粘连到具有小孔分布的集水管中，形成一个闭合的纯水收集空间。多片对折粘连的膜片组合在一条集水管四周，最后打卷包装，形成一个滤芯。因此过滤水由石墨烯改性反渗透膜片1的外流入，充斥在一片片密封的膜片之间，通过渗透压使纯水过滤到石墨烯改性反渗透膜片1对折密封形成的密封空间中，进行收集，因此纯水是由石墨烯改性反渗透膜片1的内部收集流出的。

与原有反渗透膜相比，该石墨烯改性反渗透膜可在保证原有脱盐率基础上，使膜面更薄、强度更高，从而提高膜通量，提高滤水效率；可提高反渗透膜抗压性，使反渗透膜可承受更高的操作压力，减少废水量；可加强反渗透膜亲水性，提高反渗透膜抗堵性，延长使用寿命；可增强反渗透膜自身抗菌性能，减少细菌滋生；可提高反渗透膜稳定性，可扩大使用范围。

进一步地，石墨烯改性反渗透膜片1的开口处进行粘连密封，石墨改性产水格网2密封在开口里面，粘连密封采用为聚氨酯胶粘剂密封，使石墨改性产水格网2更稳固地填充在石墨烯改性反渗透膜片1的开口，防止石墨改性产水格网2从开口偏移出来，石墨改性产水格网2右侧流出，虽然四周粘连了密封胶，但是右侧是粘连在水管上的，水管上有小孔分布，用于收集纯水。

进一步地，石墨烯改性反渗透膜片由顶层、中间层和底层构成，顶层、中间层和底层分别为石墨烯改性交联芳香聚酰胺11、石墨烯改性聚砜支撑层12、石墨烯改性聚酯无纺布13，石墨烯改性聚酯无纺布13是经砑光机砑光后的石墨烯改性聚酯无纺布基层，其表面无松散纤维并且坚硬光滑；但由于聚酯无纺织物非常不规则并且孔隙太大，不适合作为盐屏障层的底层，因而需要)再在石墨烯改性聚酯无纺布13表面上涂布一层石墨烯改性聚砜支撑层12作为支撑层；最后将石墨烯改性交联芳香聚酰胺11在石墨烯改性聚砜支撑层12的表面缩聚，形成脱盐层。

进一步地，石墨烯改性交联芳香聚酰胺的厚度为0.15-0.30μm，优选地，厚度为0.2μm最为适宜。

进一步地，石墨烯改性聚砜支撑层的厚度为35-45μm，优选地，厚度为40μm最为适宜。

进一步地，石墨烯改性聚酯无纺布的厚度为110-130μm，优选地，厚度为120μm最为适宜。

进一步地，石墨改性产水格网2的厚度为40-100μm。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种石墨烯改性反渗透膜，其特征在于，包括：第一石墨烯反渗透膜组件、第二石墨烯反渗透膜组件和石墨烯改性进水格网(3)，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件结构相同，第一石墨烯反渗透膜组件包含石墨烯改性反渗透膜片(1)、石墨改性产水格网(2)，石墨烯改性反渗透膜片(1)朝左侧设有开口，石墨烯改性反渗透膜片(1)的截面为左中括号“[”形，石墨改性产水格网(2)填充在石墨烯改性反渗透膜片(1)的开口内，第一石墨烯反渗透膜组件与第二石墨烯反渗透膜组件之间通过石墨烯进水格网(3)进行分隔，形成原水通路。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性反渗透膜，其特征在于：石墨烯改性反渗透膜片(1)的开口处进行粘连密封，石墨改性产水格网(2)密封在开口里面。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯改性反渗透膜，其特征在于：石墨烯改性反渗透膜片(1)由顶层、中间层和底层构成，顶层、中间层和底层分别为石墨烯改性交联芳香聚酰胺(11)、石墨烯改性聚砜支撑层(12)、石墨烯改性聚酯无纺布(13)。

4.根据权利要求3所述的石墨烯改性反渗透膜，其特征在于：石墨烯改性交联芳香聚酰胺(11)的厚度为0.15-0.30μm。

5.根据权利要求3所述的石墨烯改性反渗透膜，其特征在于：石墨烯改性聚砜支撑层(12)的厚度为35-45μm。

6.根据权利要求3所述的石墨烯改性反渗透膜，其特征在于：石墨烯改性聚酯无纺布(13)的厚度为110-130μm。

7.根据权利要求3所述的石墨烯改性反渗透膜，其特征在于：石墨改性产水格网(2)的厚度为40-100μm。

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