[发明专利]一种提高芳香聚酰胺类反渗透膜脱硼率的改性方法

说明书

本发明公开了一种提高芳香聚酰胺类反渗透膜脱硼率的改性方法，所述的改性方法是先将脂肪酸加入甲醇和水的混合溶液中搅拌溶解，再将反渗透膜在该溶液中浸泡处理，并进行加压处理改性。利用这种方法改性的芳香聚酰胺类反渗透膜，对5ppm硼酸的脱除率提高24.4%，水通量缩减为未处理前的79%。提高处理液中甲醇的浓度，水通量比未处理前提高，脱硼率也有提高，不牺牲水通量来提高脱硼率。

技术领域

本发明涉及一种反渗透膜的改性方法，具体是指一种提高芳香聚酰胺类反渗透膜脱硼率的改性方法。

背景技术

反渗透膜广泛应用于苦咸水、海水淡化，生产工业用水和生活饮用水等。在海水淡化中，反渗透膜法比蒸馏法投资成本和能耗低。通过间苯二胺和均苯三甲酰氯界面聚合生产的芳香聚酰胺反渗透膜是应用最为广泛的反渗透膜，并且芳香聚酰胺类反渗透膜具有通量大，截盐率高，pH适用范围广等优点。

海水中硼的浓度约为4至5mg/L，局部硼浓度高达7mg/L。硼元素是核糖核酸合成的必需元素，并且核糖核酸是生命的重要基础单元。虽然硼在人类、动物和植物的发育中起着重要作用，但过量的硼会导致严重的健康和生态危害。

硼的危害主要体现在人类生殖发育和对植物生长有害。过量的硼会对人体会产生发育不良，甚至不育的危害。过量的硼对植物有害影响包括大量叶片脱落，过早成熟和农作物产量下降。

尽管反渗透膜能够有效去除高达99.7％的离子物质，但脱硼率仅有30～93％。必须通过其它预处理和后处理方法来提高硼的脱除，导致了生产成本和能源消耗的增加。

反渗透膜的脱硼率低的原因：(1)硼在水中主要以硼酸的形式存在，硼酸是一种弱酸，在海水中pKa1＝9.23。所以在酸性和中性水环境中，硼主要作为未离解的硼酸存在。硼酸分子是中性分子，不能像其它盐离子通过电荷排斥截留。(2)芳族聚酰胺反渗透膜通常由网状孔和聚集孔两种类型的孔组成，网状孔的半径约为1～3埃，聚集孔较大，半径约为3.5～4.5埃。不带电的硼酸分子的半径大约2.75埃，接近网状孔的半径，并且小于大部分聚集孔的半径。

降低对硼酸的膜亲和力并因提高脱硼率的两种主要方法：(1)增加分离层的疏水性，降低极性；(2)减小孔径，增强空间位阻。

发明内容

一种提高芳香聚酰胺类反渗透膜脱硼率的改性方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)用去离子水浸泡反渗透膜，去除残余在膜表面的溶液；

(2)将反渗透膜放入质量体积比为0.05％～1％g/ml的脂肪酸甲醇溶液中浸泡10分～30分，然后施加0～6MPa的压力处理30分～3小时；

(3)去除多余的溶液，用去离子水浸泡反渗透膜30分～6小时。

其中脂肪酸由乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、软脂酸、硬脂酸、花生酸中的一种或多种组成。

处理液的溶剂由甲醇和去离子水按不同比例配置。

利用本发明所述方法改性的芳香聚酰胺类反渗透膜，对5ppm硼酸的脱除率提高24.4％，水通量缩减为未处理前的79％。提高处理液中甲醇的浓度，水通量比未处理前提高，脱硼率也有提高，不牺牲水通量来提高脱硼率。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此：

实施例1

按甲醇和水的体积比为1︰1配制混合溶液，将癸酸加入配制好的混合溶液中搅拌溶解，质量体积比分数为0.3％(g/ml)；将反渗透膜放入配好的癸酸甲醇溶液中浸泡30分，然后施加2MPa的压力处理2小时。去除多余溶液，用去离子水浸泡1小时。