一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法，通过在反渗透浓水流道布上涂覆低表面能涂层，使其表面具有抗黏附特性，减少污染物富集，使流道不易堵塞，减少流道压降，进而提升多种污染物的抗污染性，同时，易清洗，提升清洗恢复性；通过添加两种不同添加剂，通过原料配比对其粒径进行控制，形成有序的微纳结构，可以有效增加水流湍动，减缓浓差极化，提高传质效率，提高元件性能；通过对二氧化钛进行羧基化改性，使二氧化钛表面羧基与二氧化硅及PDMS端羟基两两反应，形成以二氧化硅与二氧化钛为双交联点的网络结构，使其在反渗透膜内高剪切力环境下能够牢固稳定，达到长效抗污染效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法


[0001]本专利技术涉及反渗透膜
，具体涉及一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法。

技术介绍

[0002]反渗透膜作为污水净化处理以及水资源回收利用的重要手段，在国内外市场具有广泛的应用，但膜污染会导致出水的水质变差，寿命缩短，运行成本增加，阻碍其进一步发展。浓水流道布作为反渗透膜重要组成部分，为原水及浓水提供流道，减缓污染物在浓水侧膜面的富集，如何设计出高性能的浓水流道布对反渗透膜的抗污染性能起到至关重要的作用。
[0003]现有研究主要针对浓水流道布的厚度、断面形状、入水角度等进行优化，较少涉及浓水流道布的材料改性，即便涉及也只能针对结垢单一污染，而对多种污染物共存造成的复合污染，往往效果都不佳。因此，如何针对浓水流道布进行改性并设计出有良好性能的浓水流道布，是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法，用于解决以上问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1，将四氢呋喃(THF)，去离子水和异丙醇以一定比例混合，并搅拌均匀；
[0008]步骤S2，加入盐酸调节溶液pH；
[0009]步骤S3，搅拌后将正硅酸乙酯(TEOS)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)同时加入混合溶液中，形成溶胶；
[0010]步骤S4，将形成的溶胶在一定温度下搅拌，得到PDMS/>‑
SiO2分散液；
[0011]步骤S5，加入羧基化TiO2强力搅拌，得到TiO2混合溶液；
[0012]步骤S6，将混合溶液用喷枪喷涂在浓水流道布上，在一定温度下加热，得到改性浓水流道布。
[0013]优选地，步骤S5中，羧基化TiO2的制备具体包括：
[0014]步骤S51，钛酸正丁酯与纯水按照体积比2:3，将钛酸正丁酯加入到纯水中，搅拌均匀，得到澄清溶液A；
[0015]步骤S52，配制一定质量浓度的乙醇溶液，将溶液A边搅拌边缓慢滴加至乙醇溶液中，滴加完全后强力搅拌，最终形成白色凝胶；
[0016]步骤S53，将凝胶陈化一段时间后用去离子水洗涤，再置于一定温度下的真空干燥箱中干燥研磨得到TiO2粉体；
[0017]步骤S54，称取一定量TiO2粉体，按照一定比例加入蒸馏水，超声处理，形成均匀的悬浊液，再加入一定量的氯乙酸水溶液，在一定温度下加热搅拌；
[0018]步骤S55，多次洗涤除去未反应的氯乙酸，在一定温度下烘干得到羧基化TiO2。
[0019]优选地，步骤S1中，反应温度为80℃以下，四氢呋喃，去离子水和异丙醇以体积比为1:3:4进行混合；
[0020]步骤S2中，调节pH＝2；
[0021]步骤S3中，搅拌时间为1小时，混合溶液中正硅酸乙酯(TEOS)与四氢呋喃(THF)质量比为1:1，正硅酸乙酯(TEOS)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)质量比为7:3；
[0022]步骤S4中，温度为80℃，搅拌时间为12小时；
[0023]步骤S5中，搅拌时间为3小时；
[0024]步骤S6中，反应温度为100℃，加热时间为4h。
[0025]优选地，步骤S51中，钛酸正丁酯与纯水体积比为2：3；
[0026]步骤S52中，乙醇溶液的质量浓度为90％，溶液A滴加到乙醇溶液完全后强力搅拌时间为30min；
[0027]步骤S53中，凝胶陈化时间为24h，真空干燥箱温度为70℃；
[0028]步骤S54中，TiO2粉体与蒸馏水比例为1：40，加热搅拌温度为90℃，时间为30min；
[0029]步骤S55中，烘干温度为40℃。
[0030]本专利技术的有益效果在于：
[0031]本专利技术提供一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法，可实现以下效果：
[0032](1)本专利技术通过在反渗透浓水流道布上涂覆低表面能涂层，使其表面具有抗黏附特性，减少污染物富集，使流道不易堵塞，减少流道压降，进而提升多种污染物的抗污染性，同时，易清洗，提升清洗恢复性。
[0033](2)本专利技术通过添加两种不同添加剂，通过原料配比对其粒径进行控制，形成有序的微纳结构，可以有效增加水流湍动，减缓浓差极化，提高传质效率，提高元件性能。
[0034](3)本专利技术通过对二氧化钛进行羧基化改性，使二氧化钛表面羧基与二氧化硅及PDMS端羟基两两反应，形成以二氧化硅与二氧化钛为双交联点的网络结构，使其在反渗透膜内高剪切力环境下能够牢固稳定，达到长效抗污染效果。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例提供的羧基化TiO2微球电镜示意图；
[0036]图2为本专利技术实施例提供的为改性前浓水流道布与TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布对比以及TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布局部放大示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例提供的使用TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布及正常浓水流道布分别卷制反渗透膜元件，并在相同的测试装置进行抗污染测试的衰减速率对比图；
[0038]图4为本专利技术实施例提供的使用TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布及正常浓水流道布分别卷制反渗透膜元件，并在相同的测试装置进行抗污染测试的脱盐衰减对比图；
[0039]图5为本专利技术实施例提供的使用TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布及正常浓水流道布分别卷制反渗透膜元件，并在相同的测试装置进行抗污染测试的通量恢复率对比图；
[0040]图6为本专利技术实施例提供的使用TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布及正常浓水流道布分别卷制反渗透膜元件，并在相同的测试装置进行抗污染测试的脱盐恢复率对比图。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，本专利技术的实施方式不限于此。
[0042]实施例1
[0043]如图1所示，为羧基化TiO2微球电镜示意图，粒径约2微米，其制备过程为：量取10mL钛酸正丁酯加入到15mL纯水中，搅拌均匀，将质量浓度为90％乙醇溶液，边搅拌边缓慢滴加至乙醇溶液中，滴加完全后强力搅拌30min，形成白色凝胶。静置陈化24h后纯水洗涤，后置于70℃的真空干燥箱中干燥，研磨得到TiO2粉体。称取5g TiO2粉体，加入到200g纯水中，超声20min，形成均匀的悬浊液，加入5g的ClCH2COOH水溶液，在90℃下加热搅拌30min。多次洗涤，40℃烘干得到羧基化TiO2。
[0044]如图2所示，为改性前浓水流道布与TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布对比图以及TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布局部放大图，其中，图中a部分为改性前浓水流道布，b部分为TiO2/SiO2/PDMS改性浓水流道布，c部分为TiO2/SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，将四氢呋喃(THF)，去离子水和异丙醇以一定比例混合，并搅拌均匀；步骤S2，加入盐酸调节溶液pH；步骤S3，搅拌后将正硅酸乙酯(TEOS)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)同时加入混合溶液中，形成溶胶；步骤S4，将形成的溶胶在一定温度下搅拌，得到PDMS
‑
SiO2分散液；步骤S5，加入羧基化TiO2强力搅拌，得到TiO2混合溶液；步骤S6，将混合溶液用喷枪喷涂在浓水流道布上，在一定温度下加热，得到改性浓水流道布。2.根据权利要求1所述的一种抗污染反渗透浓水流道布的制备方法，其特征在于，其中，步骤S5中，羧基化TiO2的制备具体包括：步骤S51，钛酸正丁酯与纯水按照体积比2:3，将钛酸正丁酯加入到纯水中，搅拌均匀，得到澄清溶液A；步骤S52，配制一定质量浓度的乙醇溶液，将溶液A边搅拌边缓慢滴加至乙醇溶液中，滴加完全后强力搅拌，最终形成白色凝胶；步骤S53，将凝胶陈化一段时间后用去离子水洗涤，再置于一定温度下的真空干燥箱中干燥研磨得到TiO2粉体；步骤S54，称取一定量TiO2粉体，按照一定比例加入蒸馏水，超声处理，形...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢彦斌，孟佳意，陈亦力，孙广东，况武，马勖凯，王钰，丑树人，
申请(专利权)人：北京碧水源分离膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：