本發(fā)明屬于分離膜制備，具體是指一種聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，具體為利用羥基自由基對聚酰胺脫鹽膜材料分離層進(jìn)行微結(jié)構(gòu)重構(gòu)，提高膜材料脫鹽性能的方法。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、全球淡水資源短缺問題已經(jīng)成為一個(gè)令世界十分關(guān)注的問題，近二十年來，聚酰胺技術(shù)迅速發(fā)展，膜法能以更小的能耗(約3～6kw·h/m3)，更簡便的操作以及環(huán)境友好的特性實(shí)現(xiàn)海水淡化。因此，膜法逐浙取代熱法，成為海水淡化的主要技術(shù)。聚酰胺膜以其優(yōu)良的分離性能、高選擇性和相對穩(wěn)定的性能，成為這些領(lǐng)域中的關(guān)鍵材料。

2、盡管聚酰胺膜具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用過程中仍面臨一些挑戰(zhàn)和問題，主要包括：(1)通量與截留率的平衡(trade-off效應(yīng))：聚酰胺膜的通量和鹽離子截留率之間存在相互限制的關(guān)系，即提高通量往往會(huì)降低截留率，反之亦然；這種平衡關(guān)系限制了聚酰胺膜在某些特定應(yīng)用中的性能。(2)膜污染：膜污染是聚酰胺膜在實(shí)際應(yīng)用中面臨的主要問題之一。水中的懸浮物、膠體、有機(jī)物和微生物等污染物容易在膜表面或膜孔內(nèi)沉積，導(dǎo)致膜通量下降、截留率降低，甚至影響膜的使用壽命。(3)耐氯性能：在部分應(yīng)用場合，如污廢水資源化、海水淡化過程中，膜需要承受含氯水體的侵蝕。聚酰胺膜對氯的耐受性較差，容易因氯氧化而損壞。

3、聚酰胺膜的應(yīng)用過程中，在一些特定的領(lǐng)域需要更好的脫鹽性能。而受限于生產(chǎn)工藝，一些聚酰胺膜并不滿足其性能要求或者在長期運(yùn)行過程中膜的脫鹽性能下降。若為應(yīng)對這些問題重新生產(chǎn)滿足要求的聚酰胺膜，則會(huì)大幅度增加經(jīng)濟(jì)成本。如果能用廉價(jià)高效的方法對聚酰胺脫鹽膜材料進(jìn)行后處理，賦予膜更好的分離性能，這對聚酰胺類脫鹽膜材料提升脫鹽性能、拓展應(yīng)用領(lǐng)域、促進(jìn)環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展以及推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對如何提升聚酰胺脫鹽膜材料的脫鹽性能，提供一種后處理方法。

2、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是如何快速有效地對聚酰胺脫鹽膜材料分離層微結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，提高膜材料的脫鹽性能。本發(fā)明巧妙地利用過渡金屬離子與膜材料表面羧基等官能團(tuán)的絡(luò)合作用，實(shí)現(xiàn)鐵離子在官能團(tuán)處富集并發(fā)揮分子靶點(diǎn)作用，利用鐵離子與雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基，引發(fā)膜面端氨基進(jìn)一步發(fā)生氧化合成形成吩嗪結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高膜表面的交聯(lián)密度，同時(shí)在羧基附近產(chǎn)生的羥基自由基可部分分解酰胺鍵產(chǎn)生新的端氨基繼續(xù)發(fā)生氧化合成，形成的吩嗪結(jié)構(gòu)又能與膜表面上的端羧基發(fā)生質(zhì)子化反應(yīng)，調(diào)節(jié)膜表面的電荷，最終實(shí)現(xiàn)聚酰胺膜材料脫鹽性能的提升。

3、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

4、一種聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，其特征在于包括下述步驟：

5、s1、將一定量的過渡金屬鹽與少量檸檬酸溶于純水中，配制成一定濃度的水溶液，作為后處理溶液a；

6、s2、將一定量的質(zhì)量百分濃度為30％的過氧化氫水溶液溶于純水中，配制成一定濃度的過氧化氫水溶液，用稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值，作為后處理溶液b；

7、s3、在室溫下，用后處理溶液a對膜片表面浸泡處理，一定時(shí)間后排干膜表面溶液；

8、s4、在室溫下，用后處理溶液b對上述經(jīng)后處理溶液a處理后的膜片進(jìn)行表面浸泡處理，一定時(shí)間后排干后處理溶液，之后用一定濃度的檸檬酸水溶液清洗膜片，再用純水洗凈膜片。

9、作為優(yōu)選，上述一種聚酰胺類脫鹽膜材料的后處理方法中的過渡金屬鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、氯化銅、氯化鐵、或硫酸鐵等中的一種或多種。

10、作為優(yōu)選，上述一種聚酰胺類脫鹽膜材料的后處理方法中的過渡金屬鹽的質(zhì)量百分濃度為0.5％-2％。

11、作為優(yōu)選，上述一種聚酰胺類脫鹽膜材料的后處理方法中后處理溶液b中過氧化氫質(zhì)量百分濃度為為0.5％-2％。

12、作為優(yōu)選，上述一種聚酰胺類脫鹽膜材料的后處理方法中的后處理溶液b的ph值范圍為3-7。

13、作為優(yōu)選，上述一種聚酰胺類脫鹽膜材料的后處理方法中用后處理溶液a對聚酰胺膜片表面浸泡處理的時(shí)間為1-10分鐘。

14、作為優(yōu)選，上述一種聚酰胺類脫鹽膜材料的后處理方法中用后處理溶液b對經(jīng)后處理溶液a處理后的膜片進(jìn)行表面浸泡處理的時(shí)間為10-30分鐘。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

16、1、本發(fā)明提供的聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，能有效地對膜表面微結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，利用膜面上的氨基與酰胺鍵斷裂形成的氨基在羥基自由基的作用下發(fā)生氧化合成，形成吩嗪結(jié)構(gòu)，提高膜材料的脫鹽性能，經(jīng)后處理后的聚酰胺膜可應(yīng)用于更多領(lǐng)域。

17、2、本發(fā)明提供的聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，所使用的后處理藥劑劑廉價(jià)易得，處理成本低，可適應(yīng)多種聚酰胺類脫鹽膜材料的后處理。

18、3、本發(fā)明提供的聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，能用于性能劣化聚酰胺脫鹽膜材料的性能修復(fù)，有效延長聚酰胺脫鹽膜材料使用壽命，減少脫鹽膜材料的廢棄。

19、說明書附圖

20、圖1比較例1中市售lp-ro聚酰胺脫鹽膜片(ra＝32.9±0.6nm)，afm圖；

21、圖2實(shí)施例1中市售lp-ro聚酰胺脫鹽膜片(ra＝32.9±0.6nm)，經(jīng)后處理的聚酰胺脫鹽膜片(ra＝33.4±0.8nm)，afm圖；

22、圖3比較例1中市售lp-ro聚酰胺脫鹽膜片，sem圖；

23、圖4實(shí)施例4中市售lp-ro聚酰胺脫鹽膜片經(jīng)后處理，sem圖

24、圖5比較例1中市售lp-ro聚酰胺脫鹽膜片的膜表面n1s高分辨率xps譜圖；

25、圖6實(shí)施例8中市售lp-ro聚酰胺脫鹽膜片經(jīng)后處理的膜表面n1s高分辨率xps譜圖；

技術(shù)特征：

1.一種聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，其特征在于，包括下述步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，其特征在于：所述的過渡金屬鹽的質(zhì)量百分濃度為0.5％-2％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，其特征在于：所述的用后處理溶液a對膜片表面浸泡處理的時(shí)間為1-10分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法，其特征在于：所述的用后處理溶液b對經(jīng)后處理溶液a處理后的膜片進(jìn)行表面浸泡處理的時(shí)間為10-30分鐘。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種聚酰胺脫鹽膜材料的后處理方法。本發(fā)明將一定量的過渡金屬鹽與少量檸檬酸溶于純水中，配制成一定濃度的水溶液，作為后處理溶液A；將一定量的過氧化氫溶于純水中配制成一定濃度的過氧化氫水溶液，用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值，作為后處理溶液B；在室溫下，用后處理溶液A對膜片表面浸泡處理，再用后處理溶液B對上述經(jīng)后處理溶液A處理后的膜片進(jìn)行表面浸泡處理，一定時(shí)間后排干后處理溶液，之后用一定濃度的檸檬酸水溶液清洗膜片，再用純水洗凈膜片。本發(fā)明方法操作簡單，處理成本低，能有效提高聚酰胺膜材料的脫鹽性能，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：俞三傳,洪子奇,吳斗鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9