一种膜用添加剂、海水淡化膜、及其制备方法和应用

本发明涉及海水淡化领域，尤其涉及一种膜用添加剂、海水淡化膜、及其制备方法和应用。

背景技术：

1、缺水是一个世界性的普遍现象。据统计，全世界有100多个国家存在着不同程度的缺水，世界上有28个国家，被列为缺水国或严重缺水国。再过30年缺水国将达40～52个，缺水人口将增加8倍多，达28亿至33亿。淡水严重缺少的国家和地区，甚至影响到人们的基本生存。

2、在世界现有总水量中，海水约占97％，用海水淡化技术向大海要淡水是当前的主要发展趋势。目前，通常采用正渗透或反渗透的方法进行海水淡化试验，但是，受限于海水淡化膜的水通量和截留率等性能，当前的海水淡化试验效果并不佳，且反渗透过程易产生较大的能耗。

3、鉴于此，有必要提供一种膜用添加剂、海水淡化膜、及其制备方法和应用，以解决或至少缓解上述海水淡化膜的水通量和截留率较低的技术缺陷。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种膜用添加剂、海水淡化膜、及其制备方法和应用，旨在解决上述海水淡化膜的水通量和截留率较低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种膜用添加剂的制备方法，包括步骤：

3、s1，将矿料和聚合物共同混入极性小分子溶剂中，得待处理液；

4、所述矿料包括高岭石或蒙脱石；

5、所述聚合物包括聚丙烯酸、聚乙烯醇、没食子酸和单宁酸中的一种或多种；

6、所述矿料和所述聚合物的质量比为1:0.2-2，所述矿料和所述极性小分子溶剂的质量体积比为60-150mg:30ml；

7、s2，对所述待处理液进行超声液相剥离处理，得处理后液；

8、s3，对所述处理后液进行固液分离，取上层液体作为所述膜用添加剂。

9、进一步地，所述超声液相剥离处理包括：将所述待处理液在300-500w的超声功率下剥离12-24h。

10、进一步地，所述极性小分子溶剂包括水、甲醇和异丙醇中的一种或多种。

11、本发明还提供一种膜用添加剂，采用如上述任意一项所述的膜用添加剂的制备方法进行制备。

12、本发明还提供一种海水淡化膜的制备方法，包括：将如上述任意一项所述的膜用添加剂透过微孔过滤膜，使所述膜用添加剂中的活性成分负载至所述微孔过滤膜上，得所述海水淡化膜。

13、进一步地，所述负载的方式包括真空负载。

14、进一步地，所述膜用添加剂的体积：所述微孔过滤膜的截面面积为1-2ml:1cm2。

15、本发明还提供一种海水淡化膜，采用如上述任意一项所述的海水淡化膜的制备方法进行制备。

16、本发明还提供一种如上述任意一项所述的膜用添加剂和/或如上述任意一项所述的海水淡化膜在淡化盐水中的应用。

17、进一步地，采用正渗透的方式对所述盐水进行淡化。

18、与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

19、本发明通过将高岭石和蒙脱石择一与聚合物共同加入极性小分子溶剂中，经超声剥离，可得能够提高膜通量和截留率的添加剂，从而可以获得高效的海水淡化膜，在海水淡化领域具有较强的应用性。

20、并且，本发明中的聚合物选用聚丙烯酸、聚乙烯醇、没食子酸和单宁酸，具有羧基、羟基等亲水性基团，在与高岭石或蒙脱石结合时，可以大幅度提高膜的通量和选择性分离的性能。

21、本发明中的极性小分子溶剂选用水、甲醇以及异丙醇中的一种，可以在不影响高岭石和蒙脱石纳米片结构性质的情况下，使获得的高岭石/蒙脱石纳米片的形貌更加规整。

22、此外，本发明所需的高岭石和蒙脱石均可来自煤矸石和煤泥，来源广泛且价格低廉，可以用于处理掉煤矸石和煤泥等固体废弃物。

技术特征：

1.一种膜用添加剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的膜用添加剂的制备方法，其特征在于，所述超声液相剥离处理包括：将所述待处理液在300-500w的超声功率下剥离12-24h。

3.根据权利要求1所述的膜用添加剂的制备方法，其特征在于，所述极性小分子溶剂包括水、甲醇和异丙醇中的一种或多种。

4.一种膜用添加剂，其特征在于，采用如权利要求1-3任意一项所述的膜用添加剂的制备方法进行制备。

5.一种海水淡化膜的制备方法，其特征在于，包括：将如权利要求4所述的膜用添加剂透过微孔过滤膜，使所述膜用添加剂中的活性成分负载至所述微孔过滤膜上，得所述海水淡化膜。

6.根据权利要求5所述的海水淡化膜的制备方法，其特征在于，所述负载的方式包括真空负载。

7.根据权利要求5或6所述的海水淡化膜的制备方法，其特征在于，所述膜用添加剂的体积：所述微孔过滤膜的截面面积为1-2ml:1cm2。

8.一种海水淡化膜，其特征在于，采用如权利要求5-7任意一项所述的海水淡化膜的制备方法进行制备。

9.一种如权利要求4所述的膜用添加剂和/或如权利要求8所述的海水淡化膜在淡化盐水中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，采用正渗透的方式对所述盐水进行淡化。

技术总结
本发明提供一种膜用添加剂的制备方法，包括步骤：S1，将矿料和聚合物共同混入极性小分子溶剂中，得待处理液；所述矿料包括高岭石或蒙脱石；所述聚合物包括聚丙烯酸、聚乙烯醇、没食子酸和单宁酸中的一种或多种；所述矿料和所述聚合物的质量比为1:0.2‑2，所述矿料和所述极性小分子溶剂的质量体积比为60‑150mg:30ml；S2，对所述待处理液进行超声液相剥离处理，得处理后液；S3，对所述处理后液进行固液分离，取上层液体作为所述膜用添加剂。本发明将所述膜用添加剂用于海水淡化膜，可以使海水淡化膜在正渗透时具有较高的水通量和截留率。

技术研发人员：胡文吉豪,黄俊楠,孟迪,尹萍,赵伟渲,付奕铭
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12