[发明专利]一种耐强酸强碱的海水淡化膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种耐强酸强碱的海水淡化膜及其制备方法与应用。所述的制备方法包括：将水溶性天然高分子与石墨烯于溶剂中混合均匀，形成均相混合溶液；将所述均相混合溶液均匀施加于基膜表面，获得初生正渗透膜；将所述初生正渗透膜置入交联溶液，使水溶性天然高分子与石墨烯交联形成互穿网络结构，获得耐强酸强碱的海水淡化膜。采用本发明方法制备的海水淡化膜具有耐酸耐碱性能优异、亲水性强和水通量大等特点，同时制备工艺简便、易行，利于大规模的开发生产，具有广阔的工业化应用的前景。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种耐强酸强碱的海水淡化膜及其制备方法与应用。

背景技术

海水是一种极为丰富的水资源，目前许多贫水国家正在采用海水淡化技术来获取饮用水，尤其是是沿海地区，海水淡化成本相对较低，海水淡化技术也更为成熟。其中，膜分离技术由于具有分离效率高、占地面积小、过程简单、能耗低(无相变)、操作方便等突出优点，逐渐发展成为海水淡化的关键技术，得到了世界各国的高度重视。膜是膜过程的核心，直接决定膜法海水淡化技术的优劣。

正渗透过程是近年来新兴的一种海水淡化技术，是一种模拟自然现象，以正渗透膜两侧溶液的渗透压差为驱动力，驱动纯水从原料液(低渗透压)一侧扩散到汲取液(高渗透压)一侧的膜分离过程。它是由膜两侧的溶质浓度差驱动的，无需外加驱动力，节能降耗。并且，浓缩后的原料液可以作进一步处理，稀释后的汲取液可以经过再浓缩技术提取其中的纯水，再次获得浓缩的汲取液，实现汲取液的循环利用，运行成本低，附加值高。

目前正渗透膜的材质被聚合物材料垄断，聚合物膜具有原料来源广泛、易加工、成本低、柔韧性好等优点。但是，聚合物膜耐酸碱能力较差，应用于强酸强碱海水的净化与纯化处理时，聚合物链段易断裂、降解，导致聚合物膜结构遭到破坏，出水品质降低，膜使用寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐强酸强碱的海水淡化膜及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种耐强酸强碱的海水淡化膜的制备方法，其包括：

(1)至少将水溶性天然高分子与石墨烯于溶剂中混合均匀，形成均相混合溶液；

(2)将所述均相混合溶液均匀施加于基膜表面，获得初生正渗透膜；

(3)将所述初生正渗透膜置入交联溶液，使水溶性天然高分子与石墨烯进行交联反应而形成互穿网络结构，获得耐强酸强碱的海水淡化膜。

在本发明的一些优选实施方案中，所述均相混合溶液包含0.5～2wt％天然高分子、0.1～2wt％石墨烯，其余部分包含溶剂。

在本发明的一些优选实施方案中，步骤(3)包括：将所述初生正渗透膜置入60～90℃的交联溶液中1～10分钟，使水溶性天然高分子与石墨烯进行交联反应而形成互穿网络结构，取出后于60～80℃干燥，获得耐强酸强碱的海水淡化膜。

本发明实施例还提供了由所述方法制备的耐强酸强碱的海水淡化膜。

优选的，所述耐强酸强碱的海水淡化膜包括：

基膜；

至少分布于所述基膜表面的、主要由水溶性天然高分子与石墨烯交联形成的互穿网络结构。

本发明实施例还提供了前述的耐强酸强碱的海水淡化膜于海水淡化领域的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的海水淡化膜的制备方法通过将具有耐强酸强碱特性的石墨烯与水溶性天然高分子材料混合涂覆在基膜表面，并交联形成互穿网络结构，能够大幅提高正渗透膜的耐酸耐碱性能；