[发明专利]一种热塑性渗透汽化聚合物膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种分离酚类有机物/水热塑性渗透汽化聚合物膜的制备方法。通过溶剂配比、温度和溶剂挥发速度的协同作用，对热塑性材料的固化速率进行调控，制备了成膜性优异的渗透汽化聚合物膜。本方法所制备的渗透汽化聚合物膜，在进行脱除水中酚类有机物方面有突出的分离性能，其通量和分离因子都优于传统方法制备的同类分离膜。利用本方法可以更好的保留膜材料本征性能，实现分离膜性能的最大化。

技术领域

本发明涉及一种热塑性渗透汽化聚合物膜及其制备方法和应用，属于聚合物膜制备技术、环保技术领域、膜应用领域，特别属于酚类有机物/水的水处理领域。

背景技术

酚类有机物是纺织、制药、橡胶、塑料、木材加工、石化、化妆品和煤焦油生产等行业排放的各种废水中常见的有机污染物。但由于其对水体中的动植物体等强毒害性，并可能伴随着食物链最终影响人类自身等缺点，早在1985年美国国家环保局就把酚类有机物加入优先控制污染物的黑名单。而我国对酚类污染物的处理要求也是极其严格的，其饮用水标准为水中的苯酚浓度不高于0.005mg/L。但在我国大多数工厂生产后产生的废水浓度超过应用水标准的几百万甚至上千万倍，因此必须制定有效的方法，在排放前就从水中去除酚类化合物。然而一般的传统技术包括萃取法、吸附法、膜生物反应器法、化学氧化法、酶生物降解法等，都普遍存在能耗较高、吸附剂或萃取剂无法重复使用、无法对酚类进行回收以及无法处理高苯酚浓度的废水等问题，因此，这些方法在技术上均非最优、最平衡的。

膜分离法几乎可以弥补以上的绝大多数的缺点，在膜分离法处理酚类有机物废水中，最为突出的是渗透汽化法。与其他分离方法相比，渗透汽化法在处理苯酚一类的高沸点有机物时，具有突出优势。渗透汽化主要是依靠渗透压差作为推动力，再利用原料液中各组分的性质，即各组分在膜中吸收、溶解和扩散的差异不同，来对混合物进行分离。其与传统的分离技术相比，具有低能耗、无二次污染和分离效率高等多方面优点，因此渗透汽化已经实现了包括有机溶剂脱水在内的多种工业化应用，实现了较好的经济效益，被认为是一种极具发展潜力液液分离技术。

评价渗透汽化膜的性能主要有两个指标，即膜的渗透通量和选择性。膜的渗透汽化性能通过渗透通量(J)和分离因子(α)来评价，当原料浓度较低时，也使用富集因子(β)

式中，Q为t时间内的渗透质量，kg；A为膜的有效渗透面积，m²；t为渗透汽化时间，h；下标p和w分别为苯酚和水；X和Y分别为原料液和渗透液中两组分的质量分数。