本發(fā)明涉及凈化，特別涉及一種離子改性液及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、反滲透膜(ro膜)是一種以壓力差為推動(dòng)力，對(duì)溶液進(jìn)行分離和凈化的半透膜。由于水質(zhì)條件的差異，ro膜在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生膜污染，膜污染指的是水中微粒、膠體粒子、有機(jī)溶質(zhì)大分子尤其是微生物等，與膜表面發(fā)生物理、化學(xué)作用，在膜表面形成結(jié)垢、濾餅等附著層的過(guò)程，而污染物的沉積，一方面會(huì)增加膜的透過(guò)阻力，導(dǎo)致通量可逆或不可逆下降，另一方面會(huì)引起膜表面界面聚合層結(jié)構(gòu)的不可逆破壞，造成脫鹽率不可逆下降。

2、常規(guī)解決方法是對(duì)ro膜進(jìn)行改性處理，以獲得抗污染、抗菌的ro膜，但是現(xiàn)有改性方法雖然能減少膜污染情況或改善ro膜的抗菌性能，但是會(huì)導(dǎo)致ro膜的過(guò)濾性能下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種離子改性液及其制備方法和應(yīng)用，旨在改善常規(guī)抗污染抗菌ro膜不能兼顧過(guò)濾性能的問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種離子改性液，包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽和磷酸酯。

3、在一實(shí)施方式中，含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽、磷酸酯的摩爾比為(0.5-1)：(0.4-0.8)：1。

4、在一實(shí)施方式中，含氮雜環(huán)化合物選自咪唑、咪唑衍生物、苯并咪唑、苯并咪唑衍生物、嘌呤、嘌呤衍生物中的至少一種。

5、在一實(shí)施方式中，咪唑衍生物包括式(i)、式(ii)、式(iii)所示的化合物：

6、和/或，

7、苯并咪唑衍生物包括式(iv)所示的化合物：

8、和/或，

9、嘌呤衍生物包括式(v)所示的化合物；

10、

11、其中，r1、r2、r3、r4、r5均選自烷基、鹵基、鹵代烷基、羥基化烷基中的一種。

12、在一實(shí)施方式中，咪唑衍生物包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-丁基-4-氯-5-羥甲基咪唑；和/或，

13、苯并咪唑衍生物包括2-甲基苯并咪唑、2-羥甲基苯并咪唑；和/或，

14、嘌呤衍生物包括2-氨基嘌呤。

15、在一實(shí)施方式中，季銨鹽選自十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、己基三甲基溴化銨，2-溴乙基三甲基溴化銨，芐基三甲基溴化銨，十六烷基二甲基乙基溴化銨中的至少一種。

16、在一實(shí)施方式中，磷酸酯選自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯中的至少一種。

17、第二方面，本發(fā)明提供一種離子改性液的制備方法，將包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽、磷酸酯的混合液在140℃-165℃反應(yīng)8-15h；或者，

18、將包括含氮雜環(huán)化合物和磷酸酯的混合液在140℃-165℃反應(yīng)8-15h，之后再加入季銨鹽在50℃-80℃反應(yīng)6-10h。

19、在一實(shí)施方式中，“將包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽、磷酸酯的混合液在140℃-165℃反應(yīng)8-15h”和“將包括含氮雜環(huán)化合物和磷酸酯的混合液在140℃-165℃反應(yīng)8-15h”步驟均包括：

20、在油浴加熱下將混合液升溫至140℃-165℃，之后進(jìn)行恒溫反應(yīng)并在反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行冷凝回流。

21、在一實(shí)施方式中，混合液還包括鈉鹽。

22、在一實(shí)施方式中，離子改性液的制備方法還包括：

23、向反應(yīng)產(chǎn)物中加入有機(jī)溶劑并攪拌，之后靜置分層，取水相液體。

24、在一實(shí)施方式中，有機(jī)溶劑選自無(wú)水乙醚、乙酸乙酯、三氯甲烷中的至少一種。

25、在一實(shí)施方式中，離子改性液的制備方法還包括：

26、將水相液體在50℃-70℃真空烘烤0.5-2h。

27、第三方面，本發(fā)明提供上述離子改性液或采用上述制備方法制得的離子改性液在制備阻垢抗菌ro膜中的應(yīng)用。

28、在一實(shí)施方式中，將ro膜浸沒(méi)在包含離子改性液的處理液中，之后一起進(jìn)行烘烤，最后用水沖洗烘干即可。

29、在一實(shí)施方式中，浸沒(méi)時(shí)間為0.5min-2min；和/或，烘烤溫度為50℃-100℃，時(shí)間為2min-5min。

30、在一實(shí)施方式中，處理液中離子改性液的質(zhì)量濃度為15％-50％。

31、本發(fā)明的離子改性液包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽以及磷酸酯，具有阻垢性能的磷酸酯作為橋接的中間物質(zhì)可以將具有抗菌性能的季銨鹽與含氮雜環(huán)化合物連接形成離子混合物，而含氮雜環(huán)化合物又能夠與成品ro膜表面的酰氯反應(yīng)，從而能夠?qū)㈦x子混合物嫁接在ro膜表面。本發(fā)明的離子改性液可以通過(guò)浸泡使離子混合物嫁接到ro膜表面，不易在水沖刷過(guò)程中脫落，且離子改性液浸泡可以提高ro膜的水通量。即通過(guò)本發(fā)明的離子改性液處理后的ro膜，不僅具有抗菌阻垢性能，而且能夠改善ro膜的水通量。因此，本發(fā)明能夠改善常規(guī)抗污染抗菌ro膜不能兼顧過(guò)濾性能的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種離子改性液，其特征在于，包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽和磷酸酯。

2.如權(quán)利要求1所述的離子改性液，其特征在于，所述含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽、磷酸酯的摩爾比為(0.5-1)：(0.4-0.8)：1。

3.如權(quán)利要求1或2所述的離子改性液，其特征在于，所述含氮雜環(huán)化合物選自咪唑、咪唑衍生物、苯并咪唑、苯并咪唑衍生物、嘌呤、嘌呤衍生物中的至少一種。

4.如權(quán)利要求3所述的離子改性液，其特征在于，所述咪唑衍生物包括式(i)、式(ii)、式(iii)所示的化合物：

5.如權(quán)利要求4所述的離子改性液，其特征在于，所述咪唑衍生物包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-丁基-4-氯-5-羥甲基咪唑；和/或，

6.如權(quán)利要求1或2所述的離子改性液，其特征在于，所述季銨鹽選自十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、己基三甲基溴化銨，2-溴乙基三甲基溴化銨，芐基三甲基溴化銨，十六烷基二甲基乙基溴化銨中的至少一種。

7.如權(quán)利要求1或2所述的離子改性液，其特征在于，所述磷酸酯選自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯中的至少一種。

8.一種離子改性液的制備方法，其特征在于，將包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽、磷酸酯的混合液在140℃-165℃反應(yīng)8-15h；或者，

9.如權(quán)利要求8所述的離子改性液的制備方法，其特征在于，所述“將包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽、磷酸酯的混合液在140℃-165℃反應(yīng)8-15h”和“將包括含氮雜環(huán)化合物和磷酸酯的混合液在140℃-165℃反應(yīng)8-15h”步驟均包括：

10.如權(quán)利要求8或9所述的離子改性液的制備方法，其特征在于，所述混合液還包括鈉鹽。

11.如權(quán)利要求8或9所述的離子改性液的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

12.如權(quán)利要求11所述的離子改性液的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑選自無(wú)水乙醚、乙酸乙酯、三氯甲烷中的至少一種。

13.如權(quán)利要求11所述的離子改性液的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：

14.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的離子改性液或采用如權(quán)利要求8至13任一項(xiàng)所述的制備方法制得的離子改性液在制備阻垢抗菌ro膜中的應(yīng)用。

15.如權(quán)利要求14所述的應(yīng)用，其特征在于，將ro膜浸沒(méi)在包含離子改性液的處理液中，之后一起進(jìn)行烘烤，最后用水沖洗烘干即可。

16.如權(quán)利要求15所述的應(yīng)用，其特征在于，浸沒(méi)時(shí)間為0.5min-2min；和/或，烘烤溫度為50℃-100℃，時(shí)間為2min-5min。

17.如權(quán)利要求15所述的應(yīng)用，其特征在于，所述處理液中離子改性液的質(zhì)量濃度為15％-50％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種離子改性液及其制備方法和應(yīng)用，涉及凈化技術(shù)領(lǐng)域，其中，離子改性液包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽和磷酸酯。本發(fā)明的離子改性液包括含氮雜環(huán)化合物、季銨鹽以及磷酸酯，具有阻垢性能的磷酸酯作為橋接的中間物質(zhì)可以將具有抗菌性能的季銨鹽與含氮雜環(huán)化合物連接形成離子混合物，而含氮雜環(huán)化合物又能夠與成品RO膜表面的酰氯反應(yīng)，從而將離子混合物嫁接在RO膜表面。本發(fā)明的離子改性液可以通過(guò)浸泡使離子混合物嫁接到RO膜表面，不易在水沖刷過(guò)程中脫落，且離子改性液浸泡可以提高RO膜的水通量。因此，本發(fā)明能夠改善常規(guī)抗污染抗菌RO膜不能兼顧過(guò)濾性能的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳柱文,玄珍雨,楊玖林,王麗萍,陳慧娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：佛山市麥克羅美的濾芯設(shè)備制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2