应用于工业浓盐污水的反渗透系统的制作方法

文档序号:17687249发布日期:2019-05-17 20:44
应用于工业浓盐污水的反渗透系统的制作方法

本发明涉及废水处理技术领域,特别涉及一种应用于工业浓盐污水的反渗 透系统。



背景技术:

化工、印染、医药、食品等诸多工业生产中会产生大量高含盐废水,这类 废水的排放会对环境造成严重污染。因此,如何处理高盐废水,已成为目前人 们研究的热点。反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出 溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物 料的不同渗透压,就可以使用大于渗透压的反渗透压力,即反渗透法,达到分 离、提取、纯化和浓缩的目的。在反渗透技术中最核心的构件就是反渗透膜, 反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透 技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物 质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小,因 此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。

现有技术的缺陷:目前为提高系统的废水回收率,现有的一种处理方法是 将经过一次反渗透处理的浓水排入中间水池或中间水箱,再通过高压泵加压后 进行二次反渗透处理,与一次反渗透产水一起排入产水池或产水箱,借此提高 碟管式反渗透系统的回收率,但存在投资成本高、能耗高以及占地面积较大的 问题;反渗透装置长时间使用时会造成阻塞,降低了净水的出水率,大大降低 的工作效率能耗大,同时废水中盐离子易使设备腐蚀和结垢,降低设备处理效 率,增大设备后期维护保养费用;目前处理含盐废水的反渗透膜有无机分子筛 膜、有机膜以及有机/无机复合膜。但无机分子筛膜孔径小、水通量小且亲水性 不高,不利于分散,制备成本高且制备工艺复杂;聚乙烯醇等有机膜处理高含 盐废水存在水热稳定性不高,聚酰胺复合膜在盐截留率和渗透通量方面有很大 提高,但存在能量消耗高,耐污染性和抗结垢性较差的问题。



技术实现要素:

为解决以上技术问题,本发明提供一种应用于工业浓盐污水的反渗透系统, 解决了现有反渗透处理系统投资成本高、能耗高以及占地面积较大;反渗透装 置易堵塞,维护费用高,运行能耗高,以及有机膜水热稳定性不高,盐截留率 和通量较低,无机膜水通量小、制备工艺复杂等问题。

本发明采用的技术方案如下:

一种应用于工业浓盐污水的反渗透系统,关键在于:包括罐体,所述罐体 中正对设有两块水平隔板,两块所述水平隔板将所述罐体分隔为原水室、一次 反渗透室和二次反渗透室,所述原水室、一次反渗透室和二次反渗透室之间管 道连通,所述一次反渗透室中设有至少一个反渗透装置;

所述反渗透装置包括正对设置的上安装座和下安装座,上安装座和下安装 座之间设有反渗透膜,所述上安装座、下安装座和所述反渗透膜之间围设成液 体容纳区,该液体容纳区中设有竖向设有滤筒,所述滤筒将所述溶液容纳区分 隔成外渗透区和内渗透区,所述外渗透区中设有清洁组件,所述上安装座上开 设有进液口,所述进液口与所述原水室通过第一输液管连通,所述下安装座上 开设有浓水出口和废渣出口,所述浓水出口与所述二次反渗透室通过第二输液 管连通,所述进液口和所述废渣出口均位于所述外渗透区,该浓水出口位于所 述内渗透区,所述第一输液管和所述第二输液管上分别设有高压泵和加压泵;

所述反渗透膜由质量比为1:(0.6-1.3)的聚季铵盐阳离子PVA和聚磺酸基 取代阴离子PVA自组装而成自组装PVA基膜和氨基化介孔SiO2经界面聚合而 成。

优选的,所述聚季铵盐阳离子PVA的取代度为2.5-7;所述聚磺酸基取代阴 离子PVA的取代度为2.5-4。

优选的,所述聚季铵盐阳离子PVA采用以下方法获得:将质量浓度为 5-10mol/L的KOH溶液搅拌滴加至PVA水溶液碱化,再加入(3-氯-2-羟甲基) 三甲基氯化铵,所述(3-氯-2-羟甲基)三甲基氯化铵、KOH溶液和PVA水溶液 的质量体积比为(0.5-5)g:(1-10)ml:100ml,在60-85℃下搅拌反应1-3h, 反应结束后,加入质量分数为95%乙醇,分离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤、 干燥,得到所述聚季铵盐阳离子PVA。

优选的,所述聚磺酸基取代阴离子PVA采用以下方法获得:将浓硫酸搅拌 滴加至PVA水溶液中,在60-85℃下搅拌反应1-3h,反应结束后,加入质量分 数为95%乙醇,分离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤至中性、干燥,得到所述 聚磺酸基取代阴离子PVA。

优选的,氨基化介孔SiO2采用以下方法获得:将质量浓度为2-4.5mol/L的 氢氧化钠溶液和无水乙醇投入质量分数为0.005-0.01mol/L的CTAB水溶液中, 在60-85℃下剧烈搅拌得到预混液,然后将摩尔比为1:(0.05-0.3)的正硅酸四 乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌投入预混液中,继续剧烈搅拌反应1-3h,反 应结束后,将反应物过滤分离、洗涤、真空干燥得到SiO2前驱体,然后将SiO2前驱体投入体积比为(5-8):1的无水乙醇和浓盐酸的混合溶液中,在水浴 65~80℃条件下,回流反应4-7h后,将反应物过滤分离、洗涤、真空干燥得到所 述氨基化介孔SiO2。

优选的,所述二次反渗透室中设有反渗透膜,所述反渗透膜将所述二次反 渗透室分隔成第二渗透区和第二净液区,所述浓水出口与所述第二渗透区通过 所述第二输液管管道连通,所述第二净液区与所述一次反渗透室通过净水管连 通,所述净水管上设有三通阀。

优选的,所述清洁组件包括超声振动装置和曝气装置,所述超声振动装置 设置在所述上安装座上,所述曝气装置靠近所述下安装座设置;所述曝气装置 包括环形空气管,所述环形空气管围绕所述滤筒一圈设置,所述环形空气管上 设有至少一个曝气器,所述环形空气管连接有风机。

优选的,所述上安装座和下安装座上均设有膜固定组件,所述膜固定组件 包括环形安装座,两个所述环形安装座分别与所述上安装座的下表面和下安装 座的上表面固定连接,两个所述环形安装座之间设有原水导流网和透过水道网, 所述环形安装座上竖直开设有环形固定槽,所述原水导流网和所述透过水道网 的上下边沿分别与在所述环形固定槽的槽底固定连接,所述反渗透膜贴合在所 述原水导流网和透过水道网之间。

优选的,所述原水导流网靠近滤筒设置,所述透过水道网远离所述滤筒设 置,并且原水导流网的孔径小于所述透过水道网的孔径。

优选的,所述滤筒为不锈钢滤网,所述滤筒的上下端分别与所述上安装座 的下表面和下安装座的上表面固定连接,所述不锈钢滤网的孔径小于100μm。

有益效果:与现有技术相比,本发明提供的应用于工业浓盐污水的反渗透 系统,通过多个反渗透装置同时工作,提高了生产效率,减少中间水池和增压 设备,实现降低投资成本、降低能耗、减少占地面积的目的;

反渗透装置水通量大,结垢少,不易堵塞,通过超声振动装置和曝气装置 带动液体容纳区中的液体对反渗透膜逐步清洗,防止反渗透装置堵塞,有效地 提高了净水出水率,大大降低了运行所需的能耗;而清洗下来的不可溶解物被 隔离在滤筒外,沉积在外渗透区后由废渣出口排出,浓水则通过滤筒进入内渗 透区,然后经浓水出口进入二次反渗透室,防止悬浮物对浓水的污染;

反渗透膜的自组装PVA基膜的聚阴、聚阳离子由于静电吸引相互靠近,形成 强极性的离子对,会对分离体系中极性强的物质有很强的吸附能力,有利于分 离极性不同的液体混合物,并且阴阳离子对交联成网站结构,提高了PVA基膜的 致密性,并且由于电荷密度较低,形成的网站结构较稀疏,极性分子容易通过, 渗透通量大,有利于渗透气化过程的进行;而且由于聚阴、聚阳离子均为水溶 性的,混合后不会产生聚离子复合物沉淀,可以采用一次涂布法成膜,易于控 制膜的厚度和聚离子复合物反应的程度;氨基化介孔SiO2的介孔SiO2颗粒内外表 面含有大量羟基,掺杂到基膜中增加了膜的亲水性,有利于水分子优先通过, 能在保持高截盐率的情况下大限度的提高水通量,引入了亲水性氨基能与基膜 中的基团发生反应后以化学键牢固地与基膜结合在一起,确保复合膜的稳定性 和分离体系的安全性与纯度,延长复合膜的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1中反渗透装置d的结构示意图;

图3为图2的A-A剖视图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合附表和具体 实施方式对本发明作详细说明。

实施例1应用于工业浓盐污水的反渗透系统I

如图1-3所示,一种应用于工业浓盐污水的反渗透系统,包括罐体a,所述 罐体a中正对设有两块水平隔板,两块所述水平隔板将所述罐体a分隔为原水室 a1、一次反渗透室a2和二次反渗透室a3,所述原水室a1、一次反渗透室a2和 二次反渗透室a3之间管道连通,所述一次反渗透室a2中设有至少一个反渗透装 置d,所述二次反渗透室a3中设有反渗透膜I,所述反渗透膜I将所述二次反渗 透室a3分隔成第二渗透区a31和第二净液区a32;

图2和图3上可以看到,所述反渗透装置d包括正对设置的上安装座1和 下安装座2,上安装座1和下安装座2之间设有反渗透膜I,所述上安装座1、 下安装座2和所述反渗透膜I之间围设成液体容纳区,该液体容纳区中设有竖向 设有滤筒4,所述滤筒4为不锈钢滤网,所述滤筒4的上下端分别与所述上安装 座1的下表面和下安装座2的上表面固定连接,所述不锈钢滤网的孔径小于 100μm,所述滤筒4将所述溶液容纳区分隔成外渗透区b和内渗透区c,所述外 渗透区b中设有清洁组件5,所述上安装座1上开设有进液口7,所述进液口7 与所述原水室a1通过第一输液管f连通,所述下安装座2上开设有浓水出口8 和废渣出口6,所述浓水出口8与所述第二渗透区a31通过所述第二输液管g管 道连通,所述第二净液区a32与所述一次反渗透室a2通过净水管h连通,所述 净水管h上设有三通阀,所述进液口7和所述废渣出口6均位于所述外渗透区b, 该浓水出口8位于所述内渗透区c,所述第一输液管f和所述第二输液管g上分 别设有高压泵和加压泵;

图2中可以看到,所述上安装座1和下安装座2上均设有膜固定组件9,所 述膜固定组件9包括环形安装座91,两个所述环形安装座91分别与所述上安装 座1的下表面和下安装座2的上表面固定连接,两个所述环形安装座91之间设 有原水导流网92和透过水道网93,所述原水导流网92靠近滤筒4设置,所述 透过水道网93远离所述滤筒4设置,并且原水导流网92的孔径小于所述透过 水道网93的孔径,所述环形安装座91上竖直开设有环形固定槽,所述原水导 流网92和所述透过水道网93的上下边沿分别与在所述环形固定槽的槽底固定 连接,所述反渗透膜3贴合在所述原水导流网92和透过水道网93之间;

图3中可以看到,所述曝气装置52包括环形空气管521,所述环形空气管 521围绕所述滤筒4一圈设置,所述环形空气管521上设有至少一个曝气器522, 所述环形空气管521连接有风机。

所述反渗透膜I采用以下方法制备:

步骤一、聚季铵盐阳离子PVA的制备:将质量浓度为5mol/L的KOH溶液搅 拌滴加至PVA水溶液碱化,再加入(3-氯-2-羟甲基)三甲基氯化铵,所述(3- 氯-2-羟甲基)三甲基氯化铵、KOH溶液和PVA水溶液的质量体积比为0.5g:1ml: 100ml,在60-85℃下搅拌反应1-3h,反应结束后,加入质量分数为95%乙醇,分 离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤、干燥,得到取代度为2.5的聚季铵盐阳离子 PVA;

聚磺酸基取代阴离子PVA的制备:将浓硫酸搅拌滴加至PVA水溶液中,其中 浓硫酸与PVA水溶液的质量体积比为0.2g:100ml,在60-85℃下搅拌反应1-3h, 反应结束后,加入质量分数为95%乙醇,分离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤至 中性、干燥,得到取代度为2.5的聚磺酸基取代阴离子PVA;

氨基化介孔SiO2的制备:将质量浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液和无水乙醇投 入质量分数为0.005mol/L的CTAB水溶液中,在60-85℃下剧烈搅拌得到预混液, 然后将摩尔比为1:0.05的正硅酸四乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌投入预混 液中,继续剧烈搅拌反应1-3h,反应结束后,将反应物过滤分离、洗涤、真空干 燥得到SiO2前驱体,然后将SiO2前驱体投入体积比为5:1的无水乙醇和浓盐酸的 混合溶液中,在水浴65~80℃条件下,回流反应4-7h后,将反应物过滤分离、洗 涤、真空干燥得到所述氨基化介孔SiO2;

步骤二、将步骤一制得的聚季铵盐阳离子PVA溶解于水得到质量分数为 5%wt的PVA阳离子溶液,将步骤一制得的聚磺酸基取代阴离子PVA解于水得 到质量分数为5%wt的PVA阴离子溶液,将质量比为1:0.6的PVA阳离子溶 液和PVA阴离子溶液混合,搅拌均匀,调节PH值为7,室温下静置24h进行脱 泡处理,得到PVA基铸膜液,将铸膜液在聚四氟乙烯板上刮膜,风干,得到自 组装PVA基膜;

步骤三、将步骤一制得的氨基化介孔SiO2置于质量分数为0.2%wt的均苯三 甲酰氯的正己烷溶液中,其中氨基化介孔SiO2和均苯三甲酰氯的正己烷溶液的 质量体积比为0.01g:100ml,经超声波作用50min,超声功率为150W,得到氨 基化介孔SiO2溶胶。

步骤四、将去离子水中加入三乙胺和稀盐酸,调节PH值至8,然后投入间苯 二胺配置成质量分数为0.5%wt的间苯二胺水溶液,将间苯二胺水溶液均匀涂覆 在步骤二制得的自组装PVA基膜上达到饱和形成预聚层,然后将步骤三制得的氨 基化介孔SiO2溶胶涂覆在所述预聚层上,进行界面聚合反应,最后在100℃进行 热处理,得到PVA基聚离子复合膜I。

测试结果:反渗透系统水回收率大于70%,1年内脱盐率≥98%。

实施例2应用于工业浓盐污水的反渗透系统II

如图1-3所示,一种应用于工业浓盐污水的反渗透系统,包括罐体a,所述 罐体a中正对设有两块水平隔板,两块所述水平隔板将所述罐体a分隔为原水室 a1、一次反渗透室a2和二次反渗透室a3,所述原水室a1、一次反渗透室a2和 二次反渗透室a3之间管道连通,所述一次反渗透室a2中设有至少一个反渗透装 置d,所述二次反渗透室a3中设有反渗透膜II,所述反渗透膜II将所述二次反 渗透室a3分隔成第二渗透区a31和第二净液区a32;

图2和图3上可以看到,所述反渗透装置d包括正对设置的上安装座1和 下安装座2,上安装座1和下安装座2之间设有反渗透膜II,所述上安装座1、 下安装座2和所述反渗透膜II之间围设成液体容纳区,该液体容纳区中设有竖 向设有滤筒4,所述滤筒4为不锈钢滤网,所述滤筒4的上下端分别与所述上安 装座1的下表面和下安装座2的上表面固定连接,所述不锈钢滤网的孔径小于 100μm,所述滤筒4将所述溶液容纳区分隔成外渗透区b和内渗透区c,所述外 渗透区b中设有清洁组件5,所述上安装座1上开设有进液口7,所述进液口7 与所述原水室a1通过第一输液管f连通,所述下安装座2上开设有浓水出口8 和废渣出口6,所述浓水出口8与所述第二渗透区a31通过所述第二输液管g管 道连通,所述第二净液区a32与所述一次反渗透室a2通过净水管h连通,所述 净水管h上设有三通阀,所述进液口7和所述废渣出口6均位于所述外渗透区b, 该浓水出口8位于所述内渗透区c,所述第一输液管f和所述第二输液管g上分 别设有高压泵和加压泵;

图2中可以看到,所述上安装座1和下安装座2上均设有膜固定组件9,所 述膜固定组件9包括环形安装座91,两个所述环形安装座91分别与所述上安装 座1的下表面和下安装座2的上表面固定连接,两个所述环形安装座91之间设 有原水导流网92和透过水道网93,所述原水导流网92靠近滤筒4设置,所述 透过水道网93远离所述滤筒4设置,并且原水导流网92的孔径小于所述透过 水道网93的孔径,所述环形安装座91上竖直开设有环形固定槽,所述原水导 流网92和所述透过水道网93的上下边沿分别与在所述环形固定槽的槽底固定 连接,所述反渗透膜3贴合在所述原水导流网92和透过水道网93之间;

图3中可以看到,所述曝气装置52包括环形空气管521,所述环形空气管 521围绕所述滤筒4一圈设置,所述环形空气管521上设有至少一个曝气器522, 所述环形空气管521连接有风机。

所述反渗透膜II采用以下方法制备:

步骤一、聚季铵盐阳离子PVA的制备:将质量浓度为10mol/L的KOH溶 液搅拌滴加至PVA水溶液碱化,再加入(3-氯-2-羟甲基)三甲基氯化铵,所述 (3-氯-2-羟甲基)三甲基氯化铵、KOH溶液和PVA水溶液的质量体积比为5g: 10ml:100ml,在60-85℃下搅拌反应1-3h,反应结束后,加入质量分数为95% 乙醇,分离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤、干燥,得到取代度为7的聚季铵 盐阳离子PVA;

聚磺酸基取代阴离子PVA的制备:将浓硫酸搅拌滴加至PVA水溶液中,其中 浓硫酸与PVA水溶液的质量体积比为3g:100ml,在60-85℃下搅拌反应1-3h, 反应结束后,加入质量分数为95%乙醇,分离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤至 中性、干燥,得到取代度为4的聚磺酸基取代阴离子PVA;

氨基化介孔SiO2的制备:将质量浓度为4.5mol/L的氢氧化钠溶液和无水乙醇 投入质量分数为0.01mol/L的CTAB水溶液中,在60-85℃下剧烈搅拌得到预混液, 然后将摩尔比为1:0.3的正硅酸四乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌投入预混液 中,继续剧烈搅拌反应1-3h,反应结束后,将反应物过滤分离、洗涤、真空干燥 得到SiO2前驱体,然后将SiO2前驱体投入体积比为8:1的无水乙醇和浓盐酸的混 合溶液中,在水浴65~80℃条件下,回流反应4-7h后,将反应物过滤分离、洗涤、 真空干燥得到所述氨基化介孔SiO2;

步骤二、将步骤一制得的聚季铵盐阳离子PVA溶解于水得到质量分数为 10%wt的PVA阳离子溶液,将步骤一制得的聚磺酸基取代阴离子PVA解于水 得到质量分数为10%wt的PVA阴离子溶液,将质量比为1:1.3的PVA阳离子 溶液和PVA阴离子溶液混合,搅拌均匀,调节PH值为7,室温下静置24h进行 脱泡处理,得到PVA基铸膜液,将铸膜液在聚四氟乙烯板上刮膜,风干,得到 自组装PVA基膜;

步骤三、将步骤一制得的氨基化介孔SiO2置于质量分数为1%wt的均苯三 甲酰氯的正己烷溶液中,其中氨基化介孔SiO2和均苯三甲酰氯的正己烷溶液的 质量体积比为0.07g:100ml,经超声波作用100min,超声功率为150W,得到 氨基化介孔SiO2溶胶。

步骤四、将去离子水中加入三乙胺和稀盐酸,调节PH值至8,然后投入间苯 二胺配置成质量分数为5%wt的间苯二胺水溶液,将间苯二胺水溶液均匀涂覆在 步骤二制得的自组装PVA基膜上达到饱和形成预聚层,然后将步骤三制得的氨基 化介孔SiO2溶胶涂覆在所述预聚层上,进行界面聚合反应,最后在150℃进行热 处理,得到PVA基聚离子复合膜II。

测试结果:反渗透系统水回收率大于75.5%,1年内脱盐率≥96.4%。

实施例3应用于工业浓盐污水的反渗透系统II

如图1-3所示,一种应用于工业浓盐污水的反渗透系统,包括罐体a,所述 罐体a中正对设有两块水平隔板,两块所述水平隔板将所述罐体a分隔为原水室 a1、一次反渗透室a2和二次反渗透室a3,所述原水室a1、一次反渗透室a2和 二次反渗透室a3之间管道连通,所述一次反渗透室a2中设有至少一个反渗透装 置d,所述二次反渗透室a3中设有反渗透膜III,所述反渗透膜III将所述二次 反渗透室a3分隔成第二渗透区a31和第二净液区a32;

图2和图3上可以看到,所述反渗透装置d包括正对设置的上安装座1和 下安装座2,上安装座1和下安装座2之间设有反渗透膜III,所述上安装座1、 下安装座2和所述反渗透膜III之间围设成液体容纳区,该液体容纳区中设有竖 向设有滤筒4,所述滤筒4为不锈钢滤网,所述滤筒4的上下端分别与所述上安 装座1的下表面和下安装座2的上表面固定连接,所述不锈钢滤网的孔径小于 100μm,所述滤筒4将所述溶液容纳区分隔成外渗透区b和内渗透区c,所述外 渗透区b中设有清洁组件5,所述上安装座1上开设有进液口7,所述进液口7 与所述原水室a1通过第一输液管f连通,所述下安装座2上开设有浓水出口8 和废渣出口6,所述浓水出口8与所述第二渗透区a31通过所述第二输液管g管 道连通,所述第二净液区a32与所述一次反渗透室a2通过净水管h连通,所述 净水管h上设有三通阀,所述进液口7和所述废渣出口6均位于所述外渗透区b, 该浓水出口8位于所述内渗透区c,所述第一输液管f和所述第二输液管g上分 别设有高压泵和加压泵;

图2中可以看到,所述上安装座1和下安装座2上均设有膜固定组件9,所 述膜固定组件9包括环形安装座91,两个所述环形安装座91分别与所述上安装 座1的下表面和下安装座2的上表面固定连接,两个所述环形安装座91之间设 有原水导流网92和透过水道网93,所述原水导流网92靠近滤筒4设置,所述 透过水道网93远离所述滤筒4设置,并且原水导流网92的孔径小于所述透过 水道网93的孔径,所述环形安装座91上竖直开设有环形固定槽,所述原水导 流网92和所述透过水道网93的上下边沿分别与在所述环形固定槽的槽底固定 连接,所述反渗透膜3贴合在所述原水导流网92和透过水道网93之间;

图3中可以看到,所述曝气装置52包括环形空气管521,所述环形空气管 521围绕所述滤筒4一圈设置,所述环形空气管521上设有至少一个曝气器522, 所述环形空气管521连接有风机。

所述反渗透膜III采用以下方法制备:

步骤一、聚季铵盐阳离子PVA的制备:将质量浓度为6.5mol/L的KOH溶 液搅拌滴加至PVA水溶液碱化,再加入(3-氯-2-羟甲基)三甲基氯化铵,所述 (3-氯-2-羟甲基)三甲基氯化铵、KOH溶液和PVA水溶液的质量体积比为1.5g: 4ml:100ml,在60-85℃下搅拌反应1-3h,反应结束后,加入质量分数为95% 乙醇,分离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤、干燥,得到取代度为3.5的聚季铵 盐阳离子PVA;

聚磺酸基取代阴离子PVA的制备:将浓硫酸搅拌滴加至PVA水溶液中,其中 浓硫酸与PVA水溶液的质量体积比为1.5g:100ml,在60-85℃下搅拌反应1-3h, 反应结束后,加入质量分数为95%乙醇,分离出沉淀物,将沉淀物分离、洗涤至 中性、干燥,得到取代度为3.5的聚磺酸基取代阴离子PVA;

氨基化介孔SiO2的制备:将质量浓度为2-4.5mol/L的氢氧化钠溶液和无水乙 醇投入质量分数为0.0075mol/L的CTAB水溶液中,在60-85℃下剧烈搅拌得到预 混液,然后将摩尔比为1:0.18的正硅酸四乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌投 入预混液中,继续剧烈搅拌反应1-3h,反应结束后,将反应物过滤分离、洗涤、 真空干燥得到SiO2前驱体,然后将SiO2前驱体投入体积比为5.5:1的无水乙醇和 浓盐酸的混合溶液中,在水浴65~80℃条件下,回流反应4-7h后,将反应物过滤 分离、洗涤、真空干燥得到所述氨基化介孔SiO2;

步骤二、将步骤一制得的聚季铵盐阳离子PVA溶解于水得到质量分数为 7%wt的PVA阳离子溶液,将步骤一制得的聚磺酸基取代阴离子PVA解于水得 到质量分数为7%wt的PVA阴离子溶液,将质量比为1:1的PVA阳离子溶液 和PVA阴离子溶液混合,搅拌均匀,调节PH值为7,室温下静置24h进行脱泡 处理,得到PVA基铸膜液,将铸膜液在聚四氟乙烯板上刮膜,风干,得到自组 装PVA基膜;

步骤三、将步骤一制得的氨基化介孔SiO2置于质量分数为0.6%wt的均苯三 甲酰氯的正己烷溶液中,其中氨基化介孔SiO2和均苯三甲酰氯的正己烷溶液的 质量体积比为0.1g:100ml,经超声波作用60min,超声功率为150W,得到氨 基化介孔SiO2溶胶;

步骤四、将去离子水中加入三乙胺和稀盐酸,调节PH值至8,然后投入间苯 二胺配置成质量分数为0.6%wt的间苯二胺水溶液,将间苯二胺水溶液均匀涂覆 在步骤二制得的自组装PVA基膜上达到饱和形成预聚层,然后将步骤三制得的氨 基化介孔SiO2溶胶涂覆在所述预聚层上,进行界面聚合反应,最后在120℃进行 热处理,得到PVA基聚离子复合膜III。

测试结果:反渗透系统水回收率大于81.7%,1年内脱盐率≥95.4%。

最后需要说明,上述描述仅为本发明的优选实施例,本领域的技术人员在 本发明的启示下,在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类 似的表示,这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

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