[发明专利]一种含凹凸棒石或凹凸棒石/TiO2的反渗透复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，具体是一种含凹凸棒石或凹凸棒石/TiO₂的反渗透复合膜的制备方法。

背景技术

水处理技术是指通过一些措施，将污水中所含的污染物质加以分离或转化，从而起到减少水体污染、保护环境的作用的技术手段。不同于传统水处理技术，膜法水处理技术因其效果好、对环境污染低、操作简单,目前已被广泛应用。反渗透作为膜法水处理技术中的一种，由于其操作简单分离能力强成为膜分离中的主流。虽然反渗透技术的优势十分突出但也面临着巨大的挑战。一方面是水通量和截盐率之间的“上限平衡”效应制约着反渗透膜的发展，另一方面膜污染也会对反渗透膜产生不利影响，在膜过滤过程当中，一些污染物会堵塞膜孔并在膜表面形成一层沉积层，这会导致水通量下降，而污染后对复合膜进行清洗和更换，会增加操作成本。因此高通量、高选择性、低污染及良好的稳定性是反渗透膜技术主要的发展方向。

将无机纳米材料加入到聚酰胺薄层中形成新型复合薄膜不仅可以有效改善膜的水通量同时保持一个较高的截盐效果，克服“上限平衡”效应，还可以提高复合膜的抗污性能。凹凸棒石，又名坡缕石，其晶体形状为棒状、针状、纤维状，为2:1型粘土矿物,即两层硅氧四面体,一层铝氧八面体，是具有纳米通道结构的天然纳米结构矿物材料。凹凸棒石的纳米通道结构为水分子的通过提供了额外的通道，同时其表面含有许多亲水集团，具有良好的的亲水性。因此将凹凸棒石引入到聚酰胺分离层中可以有效提高膜的水通量，而良好的亲水性会使污染物不容易附着在膜表面，得到高通量、高选择性、低污染的反渗透复合膜。同时凹凸棒石/TiO2复合材料在保留凹凸棒石性质的同时也具有二氧化钛的光催化性。将二氧化钛固定在凹凸棒石上加入到分离层中，可以提高水通量和抗污性的同时增强膜的抗菌性能。因此含凹凸棒石或凹凸棒石/TiO2复合材料的反渗透复合膜对膜分离技术的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含凹凸棒石或凹凸棒石/TiO₂的反渗透复合膜的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种含凹凸棒石的反渗透复合膜的制备方法，包括以下步骤：

1）水相溶液的配置：将凹凸棒石分散在水中，加入0.5～3w/v%的多元胺配成水相溶液；

2）油相溶液的配置：将0.05～0.2w/v%的多元酰氯溶解在有机溶剂中配置成油相溶液；

3）界面聚合反应：将水相溶液倒入基膜上，接触一段时间后将水相溶液倒出，自然晾干，然后加入油相溶液，反应1min，倒出油相溶液，制得反渗透复合膜半成品；将反渗透复合膜半成品放入烘箱中烘干得到含凹凸棒石的反渗透复合膜。

一种含凹凸棒石/TiO₂的反渗透复合膜的制备方法，包括以下步骤：

1）凹凸棒石/TiO₂复合材料的制备：将表面活性剂溶于无水乙醇当中，然后向所得液体中加入乙酸，再加入四异丙醇钛进行搅拌，随后加入凹凸棒石，搅拌均匀后将悬浊液经500℃高温煅烧得到凹凸棒石/TiO₂复合材料；

2）水相溶液的配置：将凹凸棒石/TiO₂复合材料溶解在水中，加入0.5～3w/v%的多元胺配成水相溶液；

3）油相溶液的配置：将0.05～0.2w/v%的多元酰氯溶解在有机溶剂中配置成油相溶液；

4）界面聚合反应：将水相溶液倒入基膜上，接触一段时间后将水相溶液倒出，自然晾干，然后加入油相溶液，反应1min，倒出油相溶液，制得反渗透复合膜半成品；将反渗透复合膜半成品放入烘箱中烘干得到含凹凸棒石/TiO₂复合材料的反渗透复合膜。

作为本发明进一步的方案：水相溶液的配置中，所述的多元胺为邻苯二胺、对苯二胺、间苯二胺、乙二胺、丙二胺、己二胺中的一种。

作为本发明进一步的方案：水相溶液的配置中，凹凸棒石或凹凸棒石/TiO₂复合材料的添加量为0.001 w/v%～0.05 w/v%。

作为本发明进一步的方案：油相溶液的配置中，所述的多元酰氯为均苯三甲酰氯、间苯三甲酰氯、环己烷三酰氯、环戊烷三酰氯、丙三酰氯和戊三酰氯中的一种；有机溶剂为正己烷、正庚烷、十二烷、十四烷中的一种。

作为本发明进一步的方案：界面聚合反应中，所述的基膜为聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚酰胺亚胺、聚丙烯或聚丙烯腈。