[发明专利]用基于阴离子聚亚芳基醚砜和具有氨基的阳离子聚合物的膜除去金属离子

说明书

本发明涉及一种用于从水性体系中除去金属离子的方法，所述方法包括将所述水性体系通过负载膜过滤的步骤，所述负载膜包括载体膜和阳离子聚合物，所述载体膜基于带有阴离子基团的聚亚芳基醚砜，所述阳离子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。本发明进一步涉及一种负载膜，所述负载膜包括载体膜和阳离子聚合物，所述载体膜基于带有阴离子基团的聚亚芳基醚砜，所述阳离子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

本发明涉及一种用于从水性体系中除去金属离子的方法，所述方法包括将所述水性体系通过负载膜过滤的步骤，所述负载膜包括载体膜和阳离子聚合物，所述载体膜基于带有阴离子基团的聚亚芳基醚砜，所述阳离子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。本发明进一步涉及一种负载膜，所述负载膜包括载体膜和阳离子聚合物，所述载体膜基于带有阴离子基团的聚亚芳基醚砜，所述阳离子聚合物是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

在许多技术领域中，不同类型的膜发挥着越来越重要的作用。特别地，用于处理水的方法越来越依赖于膜技术。需要具有改善的分离特征的膜。特别地，希望具有能够从水中除去金属离子的膜。

所述目的通过一种用于从水性体系中除去金属离子的方法来解决，所述方法包括将所述水性体系通过负载膜过滤的步骤，所述负载膜包括：

-载体膜，其基于带有阴离子基团的聚亚芳基醚砜，以及

-阳离子聚合物，其是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

所述目的还通过一种负载膜来解决，所述负载膜包括：

-载体膜，其基于带有阴离子基团的聚亚芳基醚砜，以及

-阳离子聚合物，其是包含伯氨基和/或仲氨基的聚合物。

典型地，膜是离散的薄界面，缓和与其接触的化学物质的渗透。一些物质可以容易地通过膜运输，而其他物质可以保留或减速。这典型地导致渗透选择性，即物质的选择性渗透。

可以通过专家已知的常规过滤方法和参数进行水性体系的过滤。

所述水性体系可以含有至少80wt％、优选至少90wt％、并且特别是至少95wt％的水。所述水性体系例如是工业废水、城市废水、海水、半咸水、地表水、饮用水、矿井水、来自油井或发电厂的废水。

当比较过滤步骤之前和之后的浓度时，从水性体系中除去金属离子可导致所述水性体系中金属离子的浓度降低。基于过滤步骤之前的金属离子的浓度，水性体系中金属离子的浓度通常降低至少50mol％、优选至少90mol％、并且特别是至少95mol％。

所述金属离子通常选自Ca、Mg、Al、Cu、Ni、Pb、Zn、Sb、Co、 Cr、Cd、Hg、Po、Ra、Rn、Th、U、Pu、Sr、Cs、Pm和/或Ag。金属离子优选作为阳离子存在。在过滤步骤中可以除去一种或多种金属离子。金属离子还可以作为同位素存在。

水性体系中金属离子的浓度可以是1ppb至100ppm、优选1ppb 至10ppm、并且特别是1ppb至5ppm。

所述负载膜包括载体膜和阳离子聚合物。在负载膜中，阳离子聚合物优选经由离子相互作用而不是经由化学键与载体聚合物结合。负载膜不含交联剂，例如不含可以经由化学键使载体聚合物与阳离子聚合物结合的交联剂。

所述负载膜通常具有500至20,000道尔顿(Da)、优选600至 15,000Da、并且特别是700至10,000Da的截留分子量(MWCO)。在另一种形式中，所述负载膜具有1500至30,000Da、优选2000至 15,000Da、并且特别是2500至10,000Da的截留分子量。在另一种形式中，所述负载膜具有至少1000道尔顿、优选至少1800Da、并且特别是至少2500Da的截留分子量。