一种降低反渗透膜残留胺含量的方法与流程

文档序号:22846079发布日期:2020-11-06 16:51阅读:209来源:国知局

本发明涉及反渗透复合膜分离技术领域,具体涉及一种残留胺含量低的反渗透膜的制备方法。



背景技术:

对于传统的油水相界面聚合法制备的反渗透膜,其采用的是多元胺等物质作为水相单体,多元酰氯等物质为有机相单体,在聚砜多孔支撑膜表面上发生反应得到的聚酰胺分离层。界面聚合结束后的膜片上残留着大量的水相和油相单体,因此需要对所制备的聚酰胺反渗透膜进行漂洗处理,如果漂洗不彻底,膜内残留的多元胺会导致所制备的反渗透膜产品,在后期的储存或使用过程中氧化、发黑、变色,最终引起膜元件产品性能的大幅度下降,使用寿命缩短,并且极易造成污染,增加了反渗透膜运行成本。在现有技术中,虽然已经开发出了多种漂洗工艺来降低反渗透膜片的残留胺,但到目前为止,仍没有较为理想且经济的处理方法。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种降低反渗透膜残留胺含量的方法,解决了现有技术中膜片残留胺含量高导致长时间储存及使用过程中膜片变黄、变黑,且易造成产水量或脱盐率下降的问题。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种降低反渗透膜残留胺含量的方法,包括以下步骤:

步骤①:将质量百分比浓度为12~25%的聚砜溶液选用刮刀或涂头涂覆于聚酯无纺布上,然后在凝胶水浴中发生相转化形成聚砜基膜,经过纯水漂洗后,制备得到聚砜多孔支撑膜;纯水漂洗的作用是为了改善聚砜多孔的亲水性,便于后期界面聚合结束后的漂洗过程中多元胺的洗出;

步骤②:将聚砜多孔支撑膜的膜面与含有多元胺单体的水相溶液以单面浸渍或涂覆的方式接触,然后选用挤压辊或气刀去除多余的水相溶液;

步骤③:将含有水相溶液的聚砜多孔支撑膜与含有多元酰氯的油相溶液以单面浸渍或涂覆的方式接触,去除表面多余的油相溶液,上述水相溶液和油相溶液经界面聚合反应生成聚酰胺初始分离层;

步骤④:聚酰胺初始分离层经过第一次热处理后,提高了聚酰初始胺分离层的交联度,得到致密的聚酰胺分离层膜片;

步骤⑤:聚酰胺分离层膜片经过漂洗液漂洗,然后去除膜片上残留的多元胺单体;

步骤⑥:将膜片浸入保湿液槽,然后去除膜面上多余的保湿液;

步骤⑦:在膜表面涂覆或喷涂含有聚乙烯醇的保护液,在聚酰胺层表面形成均匀的保护层;保护层的作用是保护涂层,避免后期膜片加工成元件时对膜面的机械损伤;

步骤⑧:将得到的膜片进行第二次热处理,即得到反渗透膜。

优选的,步骤①中的所述聚砜溶液、所述凝胶水浴和所述纯水中均含有水溶性高分子。

优选的,所述多元胺为间苯二胺,所述多元酰氯为均苯三甲酰氯。

优选的,所述水溶性高分子包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮。

优选的,所述水溶性高分子溶液的质量百分比浓度为0.1%~5%。

优选的,所述聚砜多孔支撑膜的膜面与水相溶液接触时间为10s~1min。

优选的,所述漂洗液为纯水、酸水溶液、碱水溶液、有机溶剂水溶液或无机盐水溶液中的任一种,漂洗温度为25~80℃。

优选的,所述保湿液含有质量百分比浓度为2%的甘油。

优选的,所述第一次热处理的温度为90~150℃,时间为2~5min,采用烘箱或热水的热处理方式。

优选的,所述第二次热处理的温度为50~70℃,时间为1~3min,采用烘箱的热处理方式。

本发明相对于现有技术具有以下优点:

本发明通过在聚砜基膜凝胶相转化过程或后续漂洗中加入水溶性的高分子,可改善聚砜基膜膜孔及膜面亲水性,在后续聚酰胺反渗透的漂洗过程中,即便采用常规的漂洗液及温和条件,残留胺也可容易洗出,可显著提高清洗效率,降低残留胺类物质浓度,避免反渗透膜在储存或使用过程中因氧化而黄变,提高反渗透膜的性能;处理工艺温和、简单、高效,易实现产业化连续生产。

具体实施方式

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1:

步骤①:将质量百分比浓度为15%的聚砜溶液选用刮刀或涂头涂覆于聚酯无纺布上,然后在凝胶水浴中发生相转化形成聚砜基膜,经过纯水漂洗后,制备得到聚砜多孔支撑膜;此聚砜溶液含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇;

步骤②:将聚砜多孔支撑膜的膜面与含有多元胺单体的水相溶液以单面浸渍或涂覆的方式接触30s,然后选用挤压辊或气刀去除多余的水相溶液;所述多元胺为间苯二胺;

步骤③:将含有水相溶液的聚砜多孔支撑膜与含有多元酰氯的油相溶液以单面浸渍或涂覆的方式接触30s,去除表面多余的油相溶液,上述水相溶液和油相溶液经界面聚合反应生成聚酰胺初始分离层;所述多元酰氯为均苯三甲酰氯;

步骤④:将步骤③的聚酰胺初始分离层在温度为100℃,时间为4min的条件下采用烘箱或热水进行第一次热处理,热处理的条件参数采用行业内惯用技术手段,并未对其进行调整,提高了聚酰初始胺分离层的交联度,得到致密的聚酰胺分离层膜片;

步骤⑤:聚酰胺分离层膜片经过漂洗液漂洗,所述漂洗液为纯水、酸水溶液、碱水溶液、有机溶剂水溶液或无机盐水溶液中的任一种,漂洗温度为40℃,然后去除膜片上残留的多元胺单体;

步骤⑥:将膜片浸入保湿液槽,即含有质量百分比浓度为2%的甘油的溶液,然后去除膜面上多余的保湿液;

步骤⑦:在膜表面涂覆或喷涂含有聚乙烯醇的保护液,在聚酰胺层表面形成均匀的保护层;

步骤⑧:将得到的膜片在温度为70℃,时间为2min的条件下采用烘箱进行第二次热处理,即可得到残留胺含量较低的反渗透膜。

实施例2:将实施例1步骤①中聚砜溶液含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇替换为凝胶水浴中含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇,其余条件与实施例1相同;

实施例3:将实施例1步骤①中聚砜溶液含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇替换为纯水漂洗液中含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇,其余条件与实施例1相同;

实施例4:将实施例1步骤①中聚砜溶液含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇改为聚砜溶液中含有质量百分比浓度为1%的聚乙烯醇,同时凝胶水浴中含有质量百分比浓度为1%的聚乙烯醇,其余条件与实施例1相同;

实施例5:将实施例1步骤①中聚砜溶液含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇改为聚砜溶液中含有质量百分比浓度为1%的聚乙烯醇,同时纯水漂洗液中含有质量百分比浓度为1%的聚乙烯醇,其余条件与实施例1相同;

实施例6:将实施例1步骤①中聚砜溶液含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇替换为含有质量百分比浓度为1%的聚丙烯酰胺,其余条件与实施例1相同;

实施例7:将实施例1步骤①中聚砜溶液含有质量百分比浓度为1%的聚乙二醇替换为含有质量百分比浓度为1%的聚乙烯吡咯烷酮,其余条件与实施例1相同;

实施例8:与实施例1实验条件相比,聚砜溶液、凝胶水浴和聚砜基膜纯水漂洗液中均不含有聚乙二醇。

以bw反渗透膜(苦咸水反渗透膜)为例,在压强为225psi(磅力/平方英寸),质量百分比浓度为2000ppm的nacl溶液,温度为25℃条件下测试膜片产水量和脱盐率。

在质量百分比浓度为50%的乙醇水溶液200ml、温度80℃条件下,萃取上述反渗透膜,萃取时间为2小时,采样面积为1.5cm×1.5cm,使用紫外分光光度计分析萃取液中的胺含量,得到反渗透膜中残留胺的含量。

上述实验数据(脱盐率、产水量、残留胺含量)合并列入表1,产水量的单位为加仑/平方英尺/天(gfd)。

表1

由表1中实验数据可以得出,在聚砜溶液中加入聚乙二醇后能够达到最佳的脱盐率,而从实施例8中的聚砜溶液、凝胶水浴和聚砜基膜纯水漂洗液中均不含有聚乙二醇的实验结果来看,其脱盐率最差;实施例2-7中聚砜溶液将聚乙二醇替换为其他的水溶性高分子溶液后,脱盐率较实施例1略低,但仍高于实施例8,说明有机高分子物质的加入能够提升反渗透膜的脱盐率;

相较于未加入有机高分子物质的实施例8而言,在实施例1-7加入有机高分子物质后反渗透膜的产水量大大增加;

相较于未加入有机高分子物质的实施例8而言,在实施例1-7加入有机高分子物质后反渗透膜的残留胺含量明显降低,在聚砜溶液中加入聚乙二醇的实施例1的残留胺含量较实施例8降低了80%。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1