一种提高反渗透膜分离性的制备方法与流程

1.本发明涉及反渗透复合膜技术领域，尤其涉及一种提高反渗透膜分离性的制备方法。


背景技术：

2.聚酰胺膜用于去除水中悬浮固体、病毒、蛋白质、重金属离子时，往往会受到污染物沉积使膜发生孔堵塞或形成牢固附着层，以及氯解或酸性水解使结构发生变化从而降低膜的分离性能。
3.因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种提高反渗透膜分离性的制备方法，以解决现有技术中的聚酰胺膜容易受到污染物沉积而致膜发生孔堵塞或形成牢固附着层，以及氯解或酸性水解使结构发生变化从而降低膜的分离性能的问题。
5.本发明是这样实现的，一种提高反渗透膜分离性的制备方法，包括：
6.使氧化石墨烯嵌入聚酰胺层，以形成由氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜；
7.使经氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜对水中的氧化物质进行分离操作，以此增强聚酰胺膜在水净化和分离过程中水通量、耐氯及抗污染性能。
8.具体地，所述氧化石墨烯包括含氧官能团。
9.进一步地，所述含氧官能团包括表面环氧基、羟基和边缘羧基。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
11.使氧化石墨烯嵌入聚酰胺层，以形成由氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜；再使经氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜对水中的氧化物质进行分离操作，以此增强聚酰胺膜在水净化和分离过程中水通量、耐氯及抗污染性能。
具体实施方式
12.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
13.实施例一：
14.本发明提供一优选实施例，该实施例涉及一种提高反渗透膜分离性的制备方法，包括：
15.步骤s101、使氧化石墨烯嵌入聚酰胺层，以形成由氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜；
16.步骤s102、使经氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜对水中的氧化物质进行分离操作，以此增强聚酰胺膜在水净化和分离过程中水通量、耐氯及抗污染性能。
17.具体地，本实施例中的氧化石墨烯包括含氧官能团，其中，该含氧官能团包括表面
环氧基、羟基、边缘羧基和磺酸基，而表面环氧基、羟基、边缘羧基和磺酸基可对其电荷性质进行功能化改变，以增强其与目标分子或离子的相互作用。经氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜，简称go膜，其可对不同离子有很强的排斥作用，磺酸基具有优异的亲水性和带电性，可以提高go膜的渗透和分离性能，由于羧基的去质子化，go膜在较广的ph范围均为负电性强，导致其在水处理时对正电性染料有极强的吸附。
18.对比例：
19.因为在水处理过程中需要加入氯，用来抑制和杀灭水中的细菌，水中会存在一定量的余氯，很难去除，而反渗透膜中发挥决定性作用的为聚酰胺层，残留的氯会引起酰胺基中-c-n-键的断裂，-c-n-键断裂会导致膜的完整性下降，使膜的分离性能降低。
20.表1为现有技术中的反渗透膜膜对mgcl2、mgso4、nacl，和na2so4四种盐溶液分离性能。
21.表1 go-tfc纳滤膜的分离性能
22.tab.1 separation performance of go-tfc nanofiltration membrahe
[0023][0024]
由表1可知，四种盐的截留率按照mgso4＞na2so4＞nacl＞mgcl2的顺序递减。根据donnan定律反渗透膜对2价so
42-比1价的cl
1-具有更强的排斥力。因此，当离子正在穿透膜时，so
42-会面临更大的阻力，拥有so
42-的盐比拥有cl
1-的盐截留率更高，这些结果与先前报道的带负电荷纳滤膜有相似的顺序。另一方面，mg
2
的水和半径为0.428nm，比na

的水和半径0.358nm大，导致mg
2
的扩散系数比na

的扩散系数小，正常情况下mg
2
的截留率要大于na

，然而go-tfc纳滤膜对nacl的截留率大于mgcl2的截留率，这主要是donnan排斥定律和位阻效应共同作用的结果。结果表明，go(氧化石墨烯)是改性聚酰胺纳滤膜有前途的纳米材料。
[0025]
聚酰胺层材质决定了不耐氧化的特点，通常水中的氧化物质有双氧水、余氯、臭氧、高锰酸根、六价铬离子等，膜在长期处理酸性或含有“游离”氯的料液时，酰胺基易在酸中水解和受到水中“游离”氯的攻击，酰胺基中-c-n-键的断裂，-c-n-键断裂会导致膜的完整性下降，使膜的分离性能降低；
[0026]
而氧化石墨烯含有大量的表面环氧基、羟基及边缘羧基等含氧官能团，使氧化石墨烯具有较好的亲水性。氧化石墨烯有单原子层厚度、易成膜的特点及优异的机械稳定性、化学惰性及亲水性等优点，氧化石墨烯可作为改性剂来改善膜的孔径、孔隙率、表面亲水性及粗糙度等物化指标从而提高膜在水净化和分离过程中水通量、耐氯及抗污染性能。
[0027]
以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种提高反渗透膜分离性的制备方法，其特征在于，包括：使氧化石墨烯嵌入聚酰胺层，以形成由氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜；使经氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜对水中的氧化物质进行分离操作，以此增强聚酰胺膜在水净化和分离过程中水通量、耐氯及抗污染性能。2.根据权利要求1所述的一种提高反渗透膜分离性的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯包括含氧官能团。3.根据权利要求2所述的一种提高反渗透膜分离性的制备方法，其特征在于：所述含氧官能团包括表面环氧基、羟基和边缘羧基。

技术总结
本发明提供一种提高反渗透膜分离性的制备方法，包括：使氧化石墨烯嵌入聚酰胺层，以形成由氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜；使经氧化石墨烯进行材料改性的聚酰胺膜对水中的氧化物质进行分离操作，以此增强聚酰胺膜在水净化和分离过程中水通量、耐氯及抗污染性能。耐氯及抗污染性能。


技术研发人员：张羽彤 杨璐萍 徐梓琪 贺慧英 申旺
受保护的技术使用者：湖南宇拓水处理设备有限公司
技术研发日：2022.08.11
技术公布日：2022/12/5