技术成果:亲水性多功能抗污染聚合物膜改性方法

发布人:陈英敏

(一)    技术名称:
       亲水性多功能抗污染聚合物膜改性方法
(二)    技术提供方:
       中山大学环境科学与工程学院  黄裕熙  huangyx253@mail.sysu.edu.cn
(三)    适用范围:
       该技术适用于膜蒸馏及需要防结垢、抗污染的其他膜过程
(四)   技术内容:
       1、技术原理
       在膜蒸馏过程中,膜材料面临无机盐结垢、有机物污染和润湿等膜污染问题。因此,本技术基于离子在溶液中成核结晶过程的热力学原理,通过降低膜材料表面的离子化学势,使得离子在膜表面成核的热力学能垒升高,从而降低离子在膜表面成核的可能性。同时,致密的亲水性改性层可以分别通过孔径筛分效应和亲水效应,实现抗润湿和抗有机质污染等功能。

谷氨酸掺杂界面聚合的“多抗膜”制备流程


       2、技术创新性
       该技术从结晶过程的热力学原理出发降低膜表面游离钙离子的浓度,从而抑制结晶的形成。与传统超疏水改性策略不同,该技术的改性是亲水的,能够与抗污染、抗浸润改性相统一,实现膜材料抗结垢、抗污染和抗浸润的多重抗性。突破传统改性策略相互间不兼容的问题。
       3、技术优势
       该技术的主要优势,是突破了传统方法中不互相兼容的抗结垢和抗污染、抗浸润改性原理,通过单一的改性实现多重抗性的集合,所使用的技术是膜工业中常见的制膜工艺,界面聚合法,因此易于产业化。所使用的化学试剂是常见的氨基酸,廉价易得,因此该技术是一种简便有效的膜改性方法。
       4、工艺流程
       (1)使用等离子清洗机对高分子膜材料表面进行一定功率和时间的处理,使膜表面产生羟基等含氧官能团;
       (2)将处理后的膜进行界面聚合反应,其中水相溶液掺入一定量的谷氨酸;
       (3)完成后的膜材料通过清洗可以直接使用,或低温烘干处理后使用。
       5、控制的主要污染物
       无机盐结垢、油类污染物、表面活性剂污染
       6、污染治理效果
       对于膜蒸馏过程,能够大幅推迟膜表面结垢发生的时间节点,对于油类污染物,能够大幅提高抗污染物粘附的能力,同时膜表面的残留污染物能够通过冲洗去除大部分,对污水中的表面活性剂,能够实现表面活性分子的有效截留。