一种应用于反渗透水处理的管式沸石膜的修补方法技术

本发明专利技术提供了一种应用于反渗透水处理的管式沸石膜的修补方法，通过依次在管式膜的内外侧依次通入含有多元胺的水相溶液和含有酰氯的有机相溶液，使得两相溶液在缺陷孔处反映交联形成聚酰胺对缺陷孔进行修补。本发明专利技术提供的修补方法结合了沸石膜和聚酰胺膜的优势，提高了膜的脱盐率，且使得水通量保持在较高的范围内。

A repair method of tubular zeolite membrane used in reverse osmosis water treatment

The invention provides a repair method of tubular zeolite membrane applied to reverse osmosis water treatment. By successively passing water phase solution containing polyamine and organic phase solution containing acyl chloride into the inner and outer sides of tubular membrane, the two-phase solution reflects cross-linking at the defect hole and forms polyamide to repair the defect hole. The repairing method combines the advantages of zeolite membrane and polyamide membrane, improves the desalination rate of the membrane, and keeps the water flux in a high range.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于反渗透水处理的管式沸石膜的修补方法
本专利技术涉及一种膜的修补方法，具体涉及一种应用于反渗透水处理的管式沸石膜的修补方法。
技术介绍
反渗透是一种借助于选择透过（半透过）性膜的功能以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。如今，反渗透在纯水、超纯水制备、废水处理、海水淡化等领域均有大规模的应用。目前反渗透用膜主要有醋酸纤维素和芳香聚酰胺膜等有机膜，其中聚酰胺膜较为常见。但是对于聚酰胺反渗透膜而言，其脱盐率相对较差，且耐污染性能差、寿命短，进水要求高。沸石膜具有孔径小且均一的特点使其成为一种潜在的理想反渗透膜材料。从本世纪开始，不同的沸石膜逐渐被应用于反渗透水处理中，例如ZK-4型、LTA型、MFI型以及FAU型。其中，MFI型沸石具有三维孔道结构，其有效孔径约为0.55nm，且其规律比可调，是研究较多的无机反渗透膜类型。但是对于MFI沸石膜，其制备过程需要采用模板剂，所以在水热合成好后需要对其高温焙烧以脱除模板剂。所以在高温焙烧过程中往往会出现裂缝等缺陷。另外，在膜制备过程中也同样会出现针孔等晶间缺陷。上述缺陷导致膜在反渗透水处理中的低脱盐率。因此，急需一种针对反渗透水处理用的沸石膜缺陷的修补方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种应用于反渗透水处理的管式沸石膜的修补方法，所述管式沸石膜负载在管式载体上ZSM-5沸石膜，且所述沸石膜在高温焙烧脱除模板剂过程中产生晶间缺陷，所述修补方法包括以下步骤：（a）将待修补的沸石膜置于去离子水中浸泡12-24h，并在50-80℃温度下烘干6-8h；（b）将沸石膜放入管式膜组件中，对其进行真空脱气处理1-3h；（c）将含有多元胺的水相溶液的从管式沸石膜的内侧以0.2-2mL/min的速度穿过，该第一接触时间为10-20s；（d）将去离子水从管式沸石膜的内/外侧以0.05-0.5ml/min的速度穿过，该第二接触时间为2-4s;（e）将含有多元酰氯的有机相溶液从管式沸石膜的外侧以0.5-2ml/min的速度穿过，该第三接触时间为10-20s;（f）重复（c）-（e）步骤2-6次；（g）将沸石膜从管式膜组件中取出，至于60-100℃温度下干燥5-20min。优选的，所述管式载体的内径为5-12mm。优选的，在管式膜组件内，沸石膜与管式膜组件内壁的距离为3-8mm。优选的，所述的多元胺为间苯二胺、对苯二胺、亚二甲基苯二胺、2,4-二氨基甲苯中的一种或多种。优选的，所述的酰氯溶液为邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯中的一种或多种。优选的，所述的有机相溶液中的有机溶剂为环己烷、庚烷、辛烷、石脑油、ISOPARE或矿物油中的一种或多种。优选的，所述水相溶液中多元胺的浓度为1%-5%，所述有机相溶液中酰氯的浓度为0.05-0.5%。本专利技术还提供了一种根据上述方法制备的应用于反渗透水处理的管式沸石膜。本专利技术还提供了一种根据上述管式沸石膜在反渗透水处理中的应用，所述应用包括废水处理、海水淡化、纯水制备等。本专利技术采用界面聚合生成聚酰胺的方式对沸石膜的缺陷进行修补，具体是管式沸石膜的内侧先通入含有多元胺的水相溶液，水相溶液在流动过程中会渗透到缺陷孔中，并由于ZSM-5沸石含铝具有亲水性以及沸石的吸附性能被缺陷孔处的沸石表面所吸附，再在管式沸石膜的内外部均缓慢通入去离子水，使得管式膜内外侧表面的水相溶液被去除避免其余后续有机相在管式膜内外侧表面酰胺化。然后在沸石膜外侧通入含有酰氯的有机相溶液，同样，有机相溶液进入缺陷孔内与吸附在缺陷孔处的水相溶液进行反应交联成聚酰胺从而使得将缺陷孔补住。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在应用于反渗透水处理的沸石膜的缺陷处填充了聚酰胺，由于聚酰胺本身带孔，因此，修补后的沸石膜结合了沸石膜脱盐率高和聚酰胺膜通量大的优点，而且可以通过调节修补次数对聚酰胺的致密性进行调节以满足不同的需求。将本专利技术所制备的反渗透膜应用于0.1molNaCL中，在25℃、pH为7.5、压力为2.75MPa时，脱盐率可以达到84-92%，通量达到1.1-1.3Kg/(m2.h)。具体实施方式以TPAOH为模板剂，采用二次生长法制备一批ZSM-5管式沸石膜（其中管式载体的内径为1.1mm，沸石负载在管式载体的外表面），并在500℃下焙烧4h，升降温频率均为1℃/min。实施例1按以下方法对高温焙烧过的ZSM-5管式沸石膜进行修补。（a）将待修补的沸石膜置于去离子水中浸泡一整天，并在60℃温度下烘干6h；（b）将沸石膜放入管式膜组件中，对其进行真空脱气处理3h；（c）将含有3%间苯二胺的水相溶液的从管式沸石膜的内侧以1mL/min的速度穿过，该第一接触时间为20s；在这里，接触时间的定义为管式载体内/外某一点接触水相/有机相溶液的时间；（d）将去离子水从管式沸石膜的内/外侧以0.1ml/min的速度穿过，该第二接触时间为2s;（e）将含有0.5%的邻苯二甲酰氯的有机相溶液从管式沸石膜的外侧以1ml/min的速度穿过，该第三接触时间为10s；（f）重复（c）-（e）步骤2次；（g）将沸石膜从管式膜组件中取出，至于100℃温度下干燥10min。实施例2按以下方法对高温焙烧过的ZSM-5管式沸石膜进行修补。（a）将待修补的沸石膜置于去离子水中浸泡一整天，并在60℃温度下烘干6h；（b）将沸石膜放入管式膜组件中，对其进行真空脱气处理3h；（c）将含有3%间苯二胺的水相溶液的从管式沸石膜的内侧以1mL/min的速度穿过，该第一接触时间为20s；（d）将去离子水从管式沸石膜的内/外侧以0.1ml/min的速度穿过，该第二接触时间为2s;（e）将含有0.5%的邻苯二甲酰氯的有机相溶液从管式沸石膜的外侧以1ml/min的速度穿过，该第三接触时间为10s；（f）重复（c）-（e）步骤4次；（g）将沸石膜从管式膜组件中取出，至于100℃温度下干燥10min。实施例3按以下方法对高温焙烧过的ZSM-5管式沸石膜进行修补。（a）将待修补的沸石膜置于去离子水中浸泡一整天，并在60℃温度下烘干6h；（b）将沸石膜放入管式膜组件中，对其进行真空脱气处理3h；（c）将含有3%间苯二胺的水相溶液的从管式沸石膜的内侧以1mL/min的速度穿过，该第一接触时间为20s；（d）将去离子水从管式沸石膜的内/外侧以0.1ml/min的速度穿过，该第二接触时间为2s;（e）将含有0.5%的邻苯二甲酰氯的有机相溶液从管式沸石膜的外侧以1ml/min的速度穿过，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于反渗透水处理的管式沸石膜的修补方法，所述管式沸石膜负载在管式载体上ZSM-5沸石膜，且所述沸石膜在高温焙烧脱除模板剂过程中产生晶间缺陷，其特征在于所述修补方法包括以下步骤：/n将待修补的沸石膜置于去离子水中浸泡12-24h，并在50-80℃温度下烘干6-8h；/n将沸石膜放入管式膜组件中，对其进行真空脱气处理1-3h；/n将含有多元胺的水相溶液的从管式沸石膜的内侧以0.2-2mL/min的速度穿过，该第一接触时间为10-20s；/n将去离子水从管式沸石膜的内/外侧以0.05-0.5ml/min的速度穿过，该第二接触时间为2-4s;/n将含有多元酰氯的有机相溶液从管式沸石膜的外侧以0.5-2ml/min的速度穿过，该第三接触时间为10-20s;/n重复（c）-（e）步骤2-6次；/n将沸石膜从管式膜组件中取出，至于60-100℃温度下干燥5-20min。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于反渗透水处理的管式沸石膜的修补方法，所述管式沸石膜负载在管式载体上ZSM-5沸石膜，且所述沸石膜在高温焙烧脱除模板剂过程中产生晶间缺陷，其特征在于所述修补方法包括以下步骤：
将待修补的沸石膜置于去离子水中浸泡12-24h，并在50-80℃温度下烘干6-8h；
将沸石膜放入管式膜组件中，对其进行真空脱气处理1-3h；
将含有多元胺的水相溶液的从管式沸石膜的内侧以0.2-2mL/min的速度穿过，该第一接触时间为10-20s；
将去离子水从管式沸石膜的内/外侧以0.05-0.5ml/min的速度穿过，该第二接触时间为2-4s;
将含有多元酰氯的有机相溶液从管式沸石膜的外侧以0.5-2ml/min的速度穿过，该第三接触时间为10-20s;
重复（c）-（e）步骤2-6次；
将沸石膜从管式膜组件中取出，至于60-100℃温度下干燥5-20min。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述管式载体的内径为5-12mm。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：李磊娜，
类型：发明
国别省市：山东;37