DK145526B - Fremgangsmaade til fremstilling af en membran til omvendt osmose samt dens anvendelse til afsaltning af saltvand - Google Patents
Fremgangsmaade til fremstilling af en membran til omvendt osmose samt dens anvendelse til afsaltning af saltvand Download PDFInfo
- Publication number
- DK145526B DK145526B DK510573AA DK510573A DK145526B DK 145526 B DK145526 B DK 145526B DK 510573A A DK510573A A DK 510573AA DK 510573 A DK510573 A DK 510573A DK 145526 B DK145526 B DK 145526B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- pei
- film
- membrane
- solution
- polysulfone
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 16
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 42
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 19
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 16
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 8
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 208000029422 Hypernatremia Diseases 0.000 description 4
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000010952 in-situ formation Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N terephthaloyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 LXEJRKJRKIFVNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4-di(pentan-2-yl)phenoxy]acetyl chloride Chemical compound CCCC(C)C1=CC=C(OCC(Cl)=O)C(C(C)CCC)=C1 NGNBDVOYPDDBFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBECDWUDYQOTSW-UHFFFAOYSA-N 2-ethylbut-3-enal Chemical compound CCC(C=C)C=O CBECDWUDYQOTSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Chemical group 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical group 0.000 description 1
- FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3-dicarbonyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC(C(Cl)=O)=C1 FDQSRULYDNDXQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- MGNCLNQXLYJVJD-UHFFFAOYSA-N cyanuric chloride Chemical compound ClC1=NC(Cl)=NC(Cl)=N1 MGNCLNQXLYJVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 cyanurohloride Chemical compound 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- JTHNLKXLWOXOQK-UHFFFAOYSA-N n-propyl vinyl ketone Natural products CCCC(=O)C=C JTHNLKXLWOXOQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
- B01D71/60—Polyamines
- B01D71/601—Polyethylenimine
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
1 KSQt I
dø) DANMARK \ξ£/
(12) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 145526 B
DIREKTORATET FOR PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET
(21) Ansøgning nr. 5)05/73 (51) Int.CI.® B 01 D 13/OA
(22) Indleveringsdag 18. 8ep. 1973 C 08 J 5/18 (24) Løbedag 18. S ep. 1973 (41) Aim. tilgængelig 20. mar. 197^+ (44) Fremlagt 6. dec. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -
(30) Prioritet 19. sep. 1972, 287592* US
(71) Ansøger NORTH STAR RESEARCH AND DEVELOPMENT INSTITUTE, Minnea= polis, US.
(72) Opfinder John Edward _Cadotte, US.
(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.
(54) Fremgangsmåde til fremstilling af en membran til omvendt osmose samt dens anvendelse til afsaltning af saltvand.
Inden for området for rensning af saltvand har man vist en betydelig interesse for omvendt osmose. Ved denne proces påføres et tryk, der er højere end det osmotiske tryk i saltvandsfødeopløsningen, på den opløsning, der er adskilt fra renset vand ved q en semipermeabel membran. Derved bevirkes, at rent vand diffunde- £> rer gennem membranen, medens saltmolekylerne eller andre urenheder
'M
^ holdes tilbage af membranen.
JT) Effektiviteten af omvendt osmose-processen er i stor ud- ^ strækning afhængig af membranen, og talrige typer membraner og fremgangsmåder til deres fremstilling er blevet beskrevet i den jijjjjj kendte teknik. Disse membraner støbes sædvanligvis ud fra en opløs ning omfattende membranmaterialet og et opløsningsmiddel med eller 145526 2 uden yderligere opløsningskomponenter, såsom vand, kvældningsmidler osv. Membranerne kan anvendes ved omvendt osmose-processen i form af en fri film, eller mere almindeligt, som en film aflejret på et porøst bæremateriale. Disse kendte membraner har imidlertid sædvanligvis været behæftet med sådanne mangler som sammenpresning og kemisk og biologisk nedbrydning, hvilket resulterer i en for kort effektiv levetid og en for lav strømning eller salttilbageholdelse, hvilket resulterer i ineffektiv drift.
I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse har det nu vist sig, at membraner til omvendt osmose, der har fortrinlige strømnings- og salttilbageholdelsesegenskaber samt er fri for sammentrængning eller nedbrydning, kan fremstilles ved reaktion af en polyethyleniminfilm med et tværbindingsmiddel, der har funktionelle grupper, der reagerer med amingrupper i polyethyleniminet.
Fra FR-patentskrift nr. 2.088.598 kendes en fremgangsmåde, ved hvilken en filmdannende polymer tværbindes over på en porøs bærer. Det er essentielt ved denne fremgangsmåde, at den filmdannende polymer og tværbindingsmidlet bringes i kontakt i tør, gasformig tilstand, sandsynligvis fordi den kendte fremgangsmåde har til formål at fremstille en membran omfattende to lag med forskellig tværbindingsgrad. Denne fremgangsmåde har den ulempe, at den fordrer tid- og arbejdskrævende tørrings- og fordampningstrin, før kontakten mellem polymer og tværbindingsmiddel kan etableres.
Dette undgås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved, at (1) en porøs bærer overtrækkes med en poly-.ethyleniminfilm, (2) produktet fra trin (1) bringes i kontakt med en 0,1-5,0 vægtprocents opløsning af et polyfunktionelt tværbindingsmiddel i et flydende opløsningsmiddel, og (3) produktet fra trin (2) varmehærdes ved en temperatur på ca. 90 til 130°C i ca. 5 til 30 minutter.
Opfindelsen angår ligeledes en fremgangsmåde til afsalt-ning af saltvand ved omvendt osmose og af den i krav 8's indledning angivne art, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved det i den kendtegnende del af krav 8 angivne.
145526 3
Polyethylenimin, nedenfor betegnet PEI, fremstilles ved polymerisation af ethylenimin og er tidligere blevet anvendt kommercielt på en mangfoldighed af måder, f.eks. som adhæsiver, flokkuleringsmidler, ionbytterharpikser, komplekseringsmidler og absorbenter. Det er en stærkt forgrenet polyamin med amlnonitro-gener i et forhold mellem primær, sekundær og tertiær på ca. 1:2:1.J
V ,
Den er tilgængelig i en lang række molekylvægte på fra ca. 600 til 100.000, der alle er opløselige i vand, idet de giver opløs- i- ninger med et let uklart udseende.
Molekylvægten af PEI er ikke en kritisk faktor’ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, selv om de optimale værdier kan variere i afhængighed af forskellige faktorer, såsom typen af bærer, naturen af saltvandsfødeopløsningen, den ønskede salttilbageholdelse og den ønskede strømning. Sædvanligvis er en molekylvægt på fra ca. 600 til 100.000 hensigtsmæssig, idet en molekylvægt på fra ca. 12.000 til 100.000 sædvanligvis foretrækkes.
En film af PEI fremstilles sædvanligvis ud fra en opløsning af den polymere i vand. Denne opløsning fremstilles lettest ved gradvis fortynding af PEI med vand, indtil den ønskede koncentra- ,v tion er nået. Blandingen fortsættes, indtil der er opnået en ensartet, uklart udseende opløsning, og dernæst filtreres opløsningen fortrinsvis. Den optimale koncentration af PEI i den vandige opløsning er afhængig af molekylvægten af PEI. Koncentrationen af PEI kan ligge mellem 0,033 og 2,7 vægtprocent, idet en koncentration på fra 0,33 til 1,0 vægtprocent sædvanligvis foretrækkes.
PEI-Filmen kan være fremstillet ved en hvilken som helst kendt fremgangsmåde, f.eks. udhældning af den vandige opløsning af PEI på en bærer, neddypning eller nedsænkning af bæreren i opløsningen osv. Almindeligvis gennemføres dannelsen af filmen imidlertid mest hensigtsmæssigt og effektivt ved, at bæreren simpelt hen anbringes i PEI-opløsningen i et tidsrum, der er tilstrækkeligt til at muliggøre adsorption af en film af opløsningen på bæreren. Almindeligvis er kontakttidsrummet ikke kritisk, og tidsrum på fra nogle få sekunder til 24 timer har alle vist sig at frembringe gode membraner.
4 145526 Bæreren kan være af en hvilken som helst af de typer, der anvendes konventionelt ved omvendt osmose-processer. Disse indbefatter porøst glas, sintrede metaller, keramik og organiske polymere materialer, såsom celluloseestere, styren, vinylbutyral og polysulfon. En polysulfonfilm har vist sig at være et særlig effektivt bæremateriale for de her omhandlede membraner. Fremstillingen af disse bærerfilm er beskrevet i Office of Saline Water Research and' Development Progress Report No. 359, oktober 1968. Den består i det væsentlige af udhældning af en opløsning af polysulfon i dimethylformamid (DMF) på en glasplade efterfulgt af nedsænkning i en 2 vægtprocents vandig DMF-opløsning til gelatinering af filmen.
Den side af polysulfonfilmen, der er udsat for luften under udhæld-ningen, kaldes "forsiden" og indeholder særdeles små porer, for det meste under 100 ångstrOm i diameter. Filmens "bagside", der er i kontakt med glaspladen, har meget grove porer. PEI-Overtrækket skal påføres forsiden af polysulfonbærerfilmen til opnåelse af effektive resultater ved afsaltning under anvendelse af omvendt osmose.
Den her omhandlede membran til omvendt osmose fremstilles dernæst ved reaktion af PEI-filmen med tværbindingsreagenset. Dette reagens udgøres af en difuktionel eller trifunktionel organisk forbindelse, dvs. en forbindelse indeholdende to eller tre funktionelle grupper, der er i stand til at reagere med amingrupper i PEI. Chlorid-og isocyanat-funktionelle grupper har vist sig særlig effektive til tværbinding af PEI. Andre konventionelle, tværbindingsfunktionelle grupper, såsom anhydrid, epoxy og definer, der er aktiverede ved hjælp af polære substituentgrupper, er imidlertid også egnede.
Tværbindingsreagenset er fortrinsvis en aromatisk eller hete-rocyclisk forbindelse, da sådanne reagenser har vist sig at tilvejebringe overlegne omvendt osmose-egenskaber, især modstandsevne mod sammentrængning. Selv om forklaringen på disse reagensers overlegenhed ikke kendes med sikkerhed, menes det, at deres cycliske brogrupper, der sammenbinder PEI-strukturen, bibringer membranen større stivhed, således at den udviser bedre modstandsevne mod sammenpresning.
5 145526
Overlegenheden af de chlorid- og isoeyanat-funktionelle grupper og de aromatiske og heterocyeliske bindingsgrupper er illustreret i nedenstående eksempler. Som vist i eksemplernes data har fire forbindelser, dvs. tolylen-2,4-diisocyanat, cyanurohlorid, terephthaloylehlorid og diphenyletherdisulfonylchlorid, vist sig særdeles effektive ved omvendt osmose-processer. Reaktion af disse forbindelser med PEI frembringer polyamid- og polyurinstofbindinger i PEI-strukturen. Andre egnede tværbindingsreagenser indbefat- ' ter isophthaloyldichlorid, trimelLithanhydridsyrechlorid og méta-benzendisulfonylchlorid.
Reaktionen af PEI-filmen med tværbindingsreagenset gennemføres hensigtsmæssigt ved nedsænkning af filmen i en opløsningsmiddelopløsning af reagenset. Opløsningsmidlet må hverken opløse PEI eller bærematerialet. Carbonhydridopløsningsmidler, såsom n-hexan, heptan, octan eller cyclohexan, er sædvanligvis mest anvendelige i praksis. Den optimale koneentrAtion af tværbindings-reagenset i opløsningsmidlet kan variere betydeligt i afhængighed af det specifikke reagens, opløsningsmiddel, bærer osv. og den bestemmes bedst eksperimentelt. Koncentrationer på fra ca. 0,1 til 5,0 vægtprocent er imidlertid almindeligvis tilfredsstillende.
En forhøjet temperatur på fra ca. 90 til 150°C, fortrinsvis ca. 110-115°C, er sædvanligvis nødvendig til fuldstændiggørelse af tværbindingsreaktionen. Reaktionen kan gennemføres til fuldstændiggørelse i opløsningsmiddelopløsningen (éttrinsreaktion), i hvilket tilfælde opløsningsmiddelopløsningen opvarmes til den nødvendige temperatur. Ellers kan PÉI-filmen fjernes efter et kort tidsrum, f.eks. fra ca. 10 sekunder til 10 minutter, og anbringes i en ovn ved den nødvendige temperatur til fuldstændiggørelse af reaktionen (totrinsreaktion). Den optimale reaktionstid kan også variere med de ovenfor omtalte variable, men et tidsrum på fra ca. 5 til 5° minutter er sædvanligvis tilfredsstillende.
Tørring af PEI-filmen til fjernelse af frit vand forud for reaktionen med tværbindingsmidlet er nødvendig, hvis tværbindingsmidlet let hydrolyseres af vand. Lufttørring er sædvanligvis til 145526 6 fredsstillende, men påføring af varme, såsom med strålegasvarmere eller infrarøde lamper, kan anvendes til aceelerering af tørringen. Tørringen kan imidlertid udelades, hvis tværbindingsreagenset er af en type, der ikke hydrolyseres let af vand. Der er f.eks. opnået særdeles gode resultater (jvf. eksemplerne) ved omsætning af PEI med lav molekylvægt (molekylvægt 12.000) på en polysulfonbærer-film med tolylendiisocyanat uden anvendelse af et tørringstrin.
Når en PEI-overtrukket polysulfonbærer tørres, påføres varme på bagsiden af polysulfonfilmen, således at vanddamp undslipper gennem de grove porer i filmens bagside og derfor ikke forstyrrer PEI-laget på filmens forside.
Optimale resultater, hvad angår både hensigtsmæssighed og omvendt osmose-egenskaber af slutmembranerne, opnås sædvanligvis ved hjæLp af in situ-dannelse af membran®. på bæreren. Ved denne fremgangsmåde adsorberes PEI-filmen indledningsvis på bærematerialet ved, at bæreren bringes i kontakt med en vandig opløsning af PEI som beskrevet ovenfor. Eftersom PEI er en kationisk polyelek-trolyt, der let adsorberes på porøse materialer, er det særlig egnet til in situ-dannelse af membraner på porøse bærematerialer.
Det adsorberede PEI omsættes derpå med tværbindingsreagenset, som beskrevet ovenfor, hvilket resulterer i in situ-dannelsen af membranen på bæreren. PEI er igen enestående effektivt i dets høje grad af reaktivitet med tværbindingsreagenserne samt i dets ovennævnte fremragende evne til at blive absorberet.
De her omhandlede membraner, der fremkommer ved reaktionen af amingrupperne i PEI med tværbindingsreagenserne, ligger sædvanligvis i området fra ca. 1000 til 10.000 Ångstr'dm i tykkelse, er uopløselige i vand eller opløsningsmidler, når de er dannet in situ, og kan sædvanligvis ikke fjernes mekanisk fra bæreren.
Poiysulfonbærerfilm af den ovenfor omtalte type har vist sig særlig effektive til in situ-dannelsen af de her omhandlede membraner på grund af deres høje modstandsevne mod sammentrykning, ringe porestørrelse (på forsiden af polysulfonfilmen) og modstandsevne mod virkningerne af tørring.
Nedenstående eksempler tjener til en mere specifik illustrering af den foreliggende opfindelse.
Eksempel 1-6 I disse eksempler er bæreren en polysulfonfilm, der er frem- 7 145526 stillet på den ovenfor beskrevne måde, har en tykkelse på fra 0,028 til 0,051 mm og udgøres af et polysulfon med en molekylvægt på fra 20.000 til 40.000.
Et PEI-overtræk påføres forsiden af polysulfonfilmen ved nedenstående trin: 1. En 0,33 - 1 vægtprocents opløsning af PEI med en molekylvægt på 12.000 fremstilles ved gradvis fortynding af PEI med vand, indtil den ønskede koncentration er opnået. Blandingen fortsættes, indtil der er opnået en ensartet uklårt udseende opløsning, og opløsningen filtreres.
2. Polysulfonbærerfilmen lægges i stadig våd tilstand med forsiden nedad på overfladen af PEI-opløsningen i et tidsrum på 1 minut.
3. Bærerfilmen løftes op fra PEI-opløsningen og fastspændes i lodret stilling for at lufttørre i et tidsrum på 10 minutter til reduktion af vandindholdet til ca. 0,2#.
Den PEI-overtrukne polysulfonbærerfilm nedsænkes dernæst i en opløsning af tværbindingsreagenset i n-heptan, idet opløsningen holdes ved en temperatur på 90°C. Reaktionen fortsættes i et tidsrum på 10 minutter, hvorefter det fremkomne sammensatte materiale af membran og bærer fjernes fra reaktionsmediet, vaskes med heptan og lufttørres ved 25°C i et tidsrum på 30 minutter.
Det afprøves derpå i en forsøgscelle til omvendt osmose under nedenstående forsøgsbetingelser: p
Tryk: 105 kg/cm overtryk
Strømningshastighed: 1 liter/minut Fødemateriale: 3>5# NaCl
Temperatur: 25°C
Forsøgsvarighed: 20-24 timer.
PEI-Koncentrationerne i den vandige oplosning, de anvendte tværbindingsreagenser og koncentrationerne af tværbindingsreagenset i opløsningsmidlet er angivet i tabel I. Resultaterne, dvs. strømning (mængde produktvand, der passerer gennem membranen) udtrykt i liter pr. cm membran pr. dag og salttilbageholdelse udtrykt som den procentdel af det totale salt. i fødematerialet, der holdes tilbage af membranen, er også anført i denne tabel.
8 145526
Tabel I
Tværbindings- PEI-koncen- reagenskon- strdmninø· Salttil-Tværbindings- tration, centration, υ φ bageholdelse,
Eks. reagens*_vægtprocent vægtprocent liter/cm^/dae %_ 1 TDI 0,55 1,0 0,0252 99,8 2 TDI 1,0 1,0 0,0232 99,82 5 TDI 1,0 0,1 0,0664 99,8 4 TPC 0,55 1,0 0,0517 97,0 5 dpesc 0,55 1,0 0,0216 99,2 6 CG 1,0 1,0 0,044 99,1 x TPC: terephthaloylchlorid TDI: tolylen-2,4-diisocyanat CC: cyanurchlorid DPESC: diphenyletherdisulfonylchlorid
Eksempel 7-11 I disse eksempler gennemføres reaktionen med tværbindingsreagenset uden forudgående tørring af bæreren. Bæreren er den poly-sulfonfilm, der anvendes i eksempel 1-6.
Bærerfilmen bringes i kontakt med en 0,66 vægtprocents vandig opløsning af PEI med molekylvægt på 12.000. Filmen fjernes og holdes i lodret stilling for at tillade, at overskud af PEI-op-løsning løber af, i et tidsrum på ca. 1 minut. Den våde film lægges på en flad bakke og dækkes med en opløsning af TDI i hexan ved stuetemperatur i et tidsrum på 5 minutter.
Filmen fjernes derpå, væden får lov at løbe af, og filmen hærdes i en ovn i 10 minutter ved en temperatur på oa. 115°C. Tykkelsen af det fremkomne PEI-overtræk på forsiden af bærerfilmen er 6000 Ångstrbm.
Den afprøves derpå i en forsøgscelle til omvendt osmose under nedenstående betingelser:
O
Tryk: 105 kg/cm overtryk
Strømningshastighed: 1,5 liter/minut Fødemateriale: 5,5$ NaCl
Temperatur: 25°C
Forsøgsvarighed: 20-24 timer.
TDI-koncentrationerne og resultaterne er angivet i tabel II.
9 1Λ 5 5 2 6
Tabel II
TDI-Koncentrationer, Strømning, Salttllbage-
Eksempel vægtprocent___ liter/crrr/dag hol del se, % 7 0,01 0,179 84,50 8 0,1 0,096>- 98,51 9 0,5 0,0751 99,55 10 1,0 0,0550 99,80 11 2,0 0,0175 99,89
Yderligere forsøg med omvendt osmose pied forskellige membraner, der er fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, har vist, at der ikke forekommer fald 1 strømningen ved 200 timers drift, hvilket angiver en høj grad af modstandsevne mod sammentrykning.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US28759272A | 1972-09-19 | 1972-09-19 | |
| US28759272 | 1972-09-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK145526B true DK145526B (da) | 1982-12-06 |
| DK145526C DK145526C (da) | 1983-05-02 |
Family
ID=23103566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK510573A DK145526C (da) | 1972-09-19 | 1973-09-18 | Fremgangsmaade til fremstilling af en membran til omvendt osmose samt dens anvendelse til afsaltning af saltvand |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5824447B2 (da) |
| AU (1) | AU475380B2 (da) |
| CA (1) | CA1030711A (da) |
| DE (1) | DE2346659C2 (da) |
| DK (1) | DK145526C (da) |
| FR (1) | FR2200030B1 (da) |
| GB (1) | GB1441014A (da) |
| IL (1) | IL43201A (da) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2293960A2 (fr) * | 1974-12-10 | 1976-07-09 | Rhone Poulenc Ind | Membranes |
| US4226673A (en) * | 1976-03-15 | 1980-10-07 | Champion International Corporation | Color removal from paper and pulp mill aqueous effluents |
| JPS52127481A (en) * | 1976-04-19 | 1977-10-26 | Uop Inc | Complex semipermeable membrane and the manufacture |
| US4125462A (en) * | 1977-08-30 | 1978-11-14 | Rohm And Haas Company | Coated membranes |
| JPS5443882A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-06 | Nippon Zeon Co Ltd | Preparation of semipermeable membrane |
| US4259183A (en) * | 1978-11-07 | 1981-03-31 | Midwest Research Institute | Reverse osmosis membrane |
| JPS55134607A (en) * | 1979-04-06 | 1980-10-20 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | Semipermeable composite membrane with excellent performance and preparation thereof |
| US4337154A (en) * | 1979-04-04 | 1982-06-29 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Crosslinked composite semipermeable membrane |
| IL70415A (en) * | 1982-12-27 | 1987-07-31 | Aligena Ag | Semipermeable encapsulated membranes,their manufacture and their use |
| JPS6028803A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 選択性透過膜及びその製造方法 |
| JPS60105854U (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | 本田技研工業株式会社 | 気化器のフロ−ト弁 |
| US4761234A (en) * | 1985-08-05 | 1988-08-02 | Toray Industries, Inc. | Interfacially synthesized reverse osmosis membrane |
| JPH07178327A (ja) * | 1993-11-12 | 1995-07-18 | Nitto Denko Corp | 複合半透膜及びその製造方法 |
| WO2011097403A1 (en) | 2010-02-04 | 2011-08-11 | Dxv Water Technologies, Llc | Water treatment systems and methods |
| JP5823761B2 (ja) * | 2011-07-26 | 2015-11-25 | ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 | Ｎｆ膜及びその製造方法 |
| US10513446B2 (en) | 2014-10-10 | 2019-12-24 | EcoDesal, LLC | Depth exposed membrane for water extraction |
| CN112973460B (zh) * | 2021-03-15 | 2022-07-08 | 中国石油大学(北京) | 交联型共价有机骨架脱盐膜及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3556305A (en) * | 1968-03-28 | 1971-01-19 | Amicon Corp | Composite membrane and process for making same |
| FR2088598A5 (da) * | 1970-04-17 | 1972-01-07 | Anvar |
-
1973
- 1973-09-11 IL IL43201A patent/IL43201A/en unknown
- 1973-09-17 DE DE2346659A patent/DE2346659C2/de not_active Expired
- 1973-09-17 JP JP48103945A patent/JPS5824447B2/ja not_active Expired
- 1973-09-17 AU AU60347/73A patent/AU475380B2/en not_active Expired
- 1973-09-18 GB GB4363973A patent/GB1441014A/en not_active Expired
- 1973-09-18 DK DK510573A patent/DK145526C/da not_active IP Right Cessation
- 1973-09-18 CA CA181,325A patent/CA1030711A/en not_active Expired
- 1973-09-19 FR FR7333626A patent/FR2200030B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2200030A1 (da) | 1974-04-19 |
| DE2346659A1 (de) | 1974-03-28 |
| DK145526C (da) | 1983-05-02 |
| JPS5824447B2 (ja) | 1983-05-21 |
| AU475380B2 (en) | 1976-08-19 |
| FR2200030B1 (da) | 1976-05-14 |
| IL43201A0 (en) | 1973-11-28 |
| CA1030711A (en) | 1978-05-09 |
| DE2346659C2 (de) | 1981-09-24 |
| IL43201A (en) | 1976-11-30 |
| AU6034773A (en) | 1975-03-20 |
| JPS49133282A (da) | 1974-12-20 |
| GB1441014A (en) | 1976-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4039440A (en) | Reverse osmosis membrane | |
| DK145526B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af en membran til omvendt osmose samt dens anvendelse til afsaltning af saltvand | |
| US4262041A (en) | Process for preparing a composite amphoteric ion exchange membrane | |
| US4005012A (en) | Semipermeable membranes and the method for the preparation thereof | |
| US4606943A (en) | Method for preparation of semipermeable composite membrane | |
| US4737325A (en) | Composite semipermeable membrane and process for preparation thereof | |
| US4814082A (en) | Ultrafiltration thin film membranes | |
| EP0316525B1 (en) | Polyamide reverse osmosis membranes | |
| EP0220660B1 (en) | Semi-permeables membranes prepared via reaction of cationic groups with nucleophilic groups | |
| WO1999020378A1 (en) | A manufacturing method of composite membrane having hydrophilic coating layer on hydrophobic support membrane | |
| US4792404A (en) | Desalination of saline water | |
| JPS5850522B2 (ja) | 複合半透膜及びその製造方法 | |
| CN106422803A (zh) | 新型聚酰胺复合正渗透膜的制备方法 | |
| KR20050103992A (ko) | 실란-폴리아미드 복합막 및 그 제조방법 | |
| GB2174619A (en) | Composite separation membranes | |
| EP0532687A1 (en) | SEMI-PLEASANT COMPOSED MEMBRANE. | |
| JPH1128466A (ja) | 逆浸透複合膜による水の逆浸透処理方法 | |
| GB2139113A (en) | Reverse osmosis membrane and method for the preparation thereof | |
| JPS61129155A (ja) | アミンベ−ス前駆体化合物およびこれからなる複合膜 | |
| JPH0474517A (ja) | 複合逆浸透膜 | |
| JPH11179175A (ja) | 複合分離膜の製造方法 | |
| KR100477590B1 (ko) | 고유량 역삼투막 제조방법 | |
| CN116422164A (zh) | 一种醋酸纤维素基界面聚合平板纳滤膜及其制备方法 | |
| JPS62262712A (ja) | 半透性複合膜の製造法 | |
| KR0123279B1 (ko) | 염제거능이 우수한 복합반투막 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUP | Patent expired |