[发明专利]一种电渗析器隔板网用纳米银改性聚丙烯材料、其制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米银改性聚丙烯材料、其制备方法及用途，尤其涉及一种电渗析器隔板网用纳米银改性聚丙烯材料、其制备方法及用途，属于工业水处理技术领域。

背景技术

电渗析（eletrodialysis，简称ED）技术是膜分离技术的一种，它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成除盐（淡化）和浓缩两个系统，在直流电场作用下，以电位差为动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。

电渗析器由膜堆、电极区和夹紧装置组成，其中膜堆为一对电极之间所有膜对的总称，所述膜对由一张阳离子交换膜、一张隔板膜、一张阴离子交换膜和再一张隔板膜组成。膜堆是电渗析器的关键部位。

电渗析技术最早主要用于盐分含量高，微生物含量较少的天然水脱盐和海水浓缩，但其在运行过程中易发生浓差极化而产生结垢，与反渗透（RO）相比，脱盐率也较低。因此，随着反渗透技术的快速发展，电渗析技术在传统市场上的占有率逐步下降，其应用正逐步转向诸如工业污水脱盐领域的专用脱盐领域。

由于RO对进水要求严格，而工业污水成分复杂，COD浓度较高，严重影响RO的产水能力及膜寿命，因此，在工业污水脱盐领域，采用电渗析技术对工业污水进行适度脱盐处理，取得了显著效果。由于工业污水水质复杂，是微生物生长的良好场所，所以现有的电渗析的使用过程中发现电渗析设备微生物滋生较为严重，造成严重的生物污泥的污堵等问题，影响电渗析设备的脱盐效果及使用寿命。

在电渗析处理工业污水运行过程中，随着电渗析装置运行时间的延长，在电渗析膜与隔膜的界面上会聚集大量活性菌，并会粘附在电渗析膜表面形成“活性生物污泥”。活性生物污泥的产生会降低电渗析（ED）的脱盐能力、增加流道阻力、增加膜电阻，严重时导致ED膜发生不可修复的损坏。现有技术中，大多通过向待处理工业污水中投加杀菌剂来解决这一问题，并取得了一定的效果。但由于工业杀菌剂大多具有氧化性，若长时间使用会损害ED膜材料，缩短膜寿命，而非氧化性的杀菌剂价格比较昂贵，大大增加运行成本。

ED主要由离子交换膜、隔板网和电极三部分组成，其中材质为聚丙烯（PP）的隔板网在电渗析过程中发挥着支撑膜面、搅拌液流及防止隔室内部液体外漏等重要作用。用纳米粒子对PP隔板网进行改性能使隔板网同时具有高强和高韧性能。

现有的无机纳米粒子/PP复合材料的制备方法主要有三种：溶胶-凝胶法、嵌入法、直接分散法或熔融共混法。前两种方法尽管可以得到纳米结构的复合材料，但工艺条件复杂。第三种方法最为实用和便利，通过对纳米粒子表面进行改性，增强粒子与聚合物粘结、防止团聚。

但现有的隔网膜没有杀菌功能，严重影响了电渗析器的寿命。因此，如何开发一种具有杀菌功能的电渗析器的隔板网材料是本领域的一个技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电渗析器隔板网用纳米银改性聚丙烯材料的制备方法，所述方法制备得到的纳米银改性聚丙烯材料具有杀菌功能。

本发明目的之一是通过如下技术方案实现的：

一种电渗析器隔板网用纳米银改性聚丙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）纳米银的改性，得改性纳米银；

（2）用步骤（1）得到的改性纳米银对聚丙烯进行纳米银改性。

纳米银（Nano Silver）是粉末状银单质，粒径小于100nm，一般在25-50nm之间。纳米银之所以具有强大的杀菌功能，主要是因为它的粒径小、表面积大、表面能高，对细菌有较强的吸附作用，最终使细菌失去活性；研究发现，粒径越小，价态越高，杀菌性能越强。纳米银可产生强大的杀菌作用，可在数分钟内杀死650多种细菌，广谱杀菌且无任何的耐药性。

但由于纳米银在常温下极易团聚，团聚后又很难用机械方法解聚；且纳米银的极性与聚丙烯（PP）相差大，相容性差。本发明先将纳米银进行改性，克服纳米银颗粒间的团聚，增大与聚丙烯的相容性。纳米银改性的方法，本领域技术人员已经做了一定的研究，任何一种能够解决纳米银的团聚问题，以及与PP的相容性差的问题的方法均可用于本发明。

典型但非限制性地，本发明选用偶联剂对分散在分散剂中的纳米银粉进行表面化学改性，来克服团聚问题和与PP相容性差的问题。