[发明专利]一种醇化GO-SiO2颗粒改性平板复合正渗透膜制备方法

说明书

本发明公开了一种醇化GO‑SiO₂颗粒改性平板复合正渗透膜制备方法，包括：1)制备GO‑SiO₂纳米颗粒；2)GO‑SiO₂纳米颗粒的醇化；3)铸膜液制；4)成膜固化，得到得改性平板式复合正渗透膜。本发明将醇化后的GO‑SiO₂纳米颗粒添加进正渗透膜铸膜液中，选择乳酸或甲醇为添加剂，在无纺布和聚酯筛网支撑层上制备出醇化GO‑SiO₂颗粒改性平板复合正渗透膜。该正渗透膜在水通量和盐分截留特性方面均得到了较好地改善。醇化GO‑SiO₂颗粒改性平板复合正渗透膜可广泛地应用在环境、生物、医药、食品、军事等各个领域。

技术领域

本发明属于分离膜改性技术领域，涉及一种醇化GO-SiO₂颗粒改性平板复合正渗透膜制备方法。

背景技术

在如今的废水处理领域,膜分离技术仍然是一种重要的技术,有着广泛的应用市场和前景。膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、正渗透、液膜分离、气体膜分离、电渗析等。其中，纳滤、反渗透和正渗透技术被广泛应用于海水淡化、废水处理、苦咸水淡化、能源开发等领域。

正渗透技术是利用膜一侧高浓度汲取液来产生高渗透压，以使低浓度原溶液侧的水透过正渗透膜，再将被稀释的汲取液中的水进行分离，获得纯净的水的一种膜过滤方法。由于正渗透技术相对传统的纳滤和反渗透技术而言，具有低污染、低能耗和回收率高的特点，近几年，成为膜分离技术的研究热点。但是，在正渗透膜的使用过程中，也存在着浓茶极化现象严重，膜通量较低，膜的使用寿命短、膜片易污染等问题。因此，针对传统正渗透膜的改性方法也有很多，包括支撑层和分离层分离降低内浓差极化现象；添加新型添加剂提高膜通量，同时减小操作压力等。

在传统的改性方法中，将无机纳米颗粒添加在铸膜液或选择层中的方法，近些年来受到了大家的重视。纳米颗粒具有比表面积大、功能性强等特点，使正渗透膜的孔型得以改变，增大了水通量的同时，也能减小膜的浓差极化现象。中国专利CN 105582816 A“一种氧化石墨烯改性正渗透膜的制备方法”和CN 105921034 A“一种氧化石墨烯改性醋酸纤维素正渗透膜的制备及应用”中将氧化石墨烯添加进醋酸纤维素类铸膜液中，制备了氧化石墨烯改性醋酸纤维素正渗透膜，CN 104474919 A“一种高性能平板式醋酸纤维素/石墨烯共混正渗透膜”是将石墨烯添加进醋酸纤维素铸膜液中，制备了共混正渗透膜。但是由于氧化石墨烯和石墨烯易团聚的特性，使得正渗透膜的强度不易提高，其应用受到了一定程度地限制。因此，改善传统纳米颗粒的易团聚性能和提高纳米颗粒的分散性和功能性，应成为以后的研究重点。

发明内容

本发明的目的之一是为了提高传统纳米颗粒添加剂在正渗透铸膜液中的分散性能，改进孔型结构，减少内浓差极化现象。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供一种醇化GO-SiO₂颗粒改性平板复合正渗透膜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)GO-SiO₂纳米颗粒的制备：

配制浓度为60～95wt％无水乙醇和纯水的混合溶液，按照质量比向1L混合液中加入2～50mg的氧化石墨烯粉末，调pH值至8.0～9.0，得到碱性溶液，按照质量比在1L碱性液中滴入0.5～5mg的正硅酸乙酯，超声，常温储存，离心，用无水乙醇反复清洗滤饼，真空冷冻干燥，所得颗粒储存备用；

2)GO-SiO₂纳米颗粒的醇化：

按照质量分数为1:(25～50)将GO-SiO₂纳米颗粒与聚乙二醇进行共混，超声分散0.5～2h，制成醇化GO-SiO₂纳米颗粒分散液；

3)铸膜液制备：