一种膜用添加剂、海水淡化膜、及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种膜用添加剂、海水淡化膜、及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及海水淡化领域，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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

[0005]本专利技术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。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种膜用添加剂的制备方法，包括步骤：
[0007]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；
[0008]所述矿料包括高岭石或蒙脱石；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]S2，对所述待处理液进行超声液相剥离处理，得处理后液；
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]本专利技术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。
[0016]本专利技术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。
[0017]进一步地，所述负载的方式包括真空负载。
[0018]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。
[0019]本专利技术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。
[0020]本专利技术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。
[0021]进一步地，采用正渗透的方式对所述盐水进行淡化。
[0022]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0023]本专利技术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。
[0024]并且，本专利技术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。
[0025]本专利技术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。
[0026]此外，本专利技术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。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例1
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4中研磨后高岭石和实施例5
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8中研磨后蒙脱石的SEM图；其中，(a)实施例1
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4中研磨后为高岭石的SEM图，(b)为实施例5
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8中研磨后蒙脱石的SEM图；
[0029]图2为本专利技术实施例1
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8中海水淡化膜的红外图。
[0030]本专利技术目标的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]并且，本专利技术各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0033]本专利技术提供一种膜用添加剂的制备方法，包括步骤：
[0034]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；
[0035]所述矿料为高岭石或蒙脱石，所述高岭石和蒙脱石均可由煤矸石或煤泥中获取。
[0036]所述聚合物为聚丙烯酸、聚乙烯醇、没食子酸和单宁酸中的一种或多种。
[0037]所述矿料和所述聚合物的质量比为1:0.2
‑
2；例如：所述矿料和所述聚合物的质量比为可以为1:0.2、1:1或1:2，以及1:0.2
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1，或1:1
‑
2。
[0038]所述矿料和所述极性小分子溶剂的质量体积比为60
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150mg:30ml，例如，可以为60mg:30ml。
[0039]所述极性小分子溶剂可以包括或为水、甲醇和异丙醇中的一种或多种。
[0040]S2，对所述待处理液进行超声液相剥离处理，得处理后液。
[0041]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
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24h；所述超声液相剥离处理可以在超声波清洗器中进行。
[0042]S3，对所述处理后液进行固液分离，取上层液体(上清液)作为所述膜用添加剂。所述固液分离的方式可以为静置10
‑
40分钟或者用3000rpm
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜用添加剂的制备方法，其特征在于，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。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文吉豪，黄俊楠，孟迪，尹萍，赵伟渲，付奕铭，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：