[发明专利]一种巯基化改性TRIES分离膜及其制备方法和用途

说明书

本发明属于无机膜材料制备领域，特别涉及一种巯基化改性TRIES分离膜及其制备方法和用途。通过溶胶‑凝胶法制备出TRIES溶胶，将其涂覆在α‑Al₂O₃材质的支撑膜片上，在高温惰性气氛下煅烧，制得TRIES分离膜，高温条件下通入H₂S和H₂混合气体，进行原位巯基化改性，改性1小时，制得巯基化改性TRIES分离膜。将巯基化改性TRIES分离膜用于反渗透脱盐领域，该膜表现出良好的分离性能。

技术领域

本发明属于无机膜材料制备领域，特别涉及一种巯基化改性TRIES分离膜及其制备方法和用途。

背景技术

淡水资源的日益短缺严重阻碍了人类社会经济发展，通过反渗透技术淡化海水或苦咸水使之成为可供利用的淡水资源有着极为重要的现实意义。膜材料的选择在反渗透技术中尤为关键，传统的聚酰胺类有机反渗透膜具有盐截留率高、水通量大等优点，但其耐氯、耐污染性差，水中活性氯(作为控制膜污染最常用的清洗剂或杀菌剂)易降解膜而导致其性能急剧下降，已成为制约聚酰胺膜应用和发展的关键问题之一。并且以聚砜超滤膜为支撑层的商品聚酰胺膜通常只能在50℃以下使用，极大地限制了反渗透膜技术在工业生产中的应用范围。

近年来，无机膜材料(如分子筛膜、SiO₂膜)因其具有良好的化学稳定性(耐氯、耐酸)以及热稳定性得到了广泛的关注。此类膜材料虽然有着较高的盐截留率(R)，但是其水通量(J)较低，限制了其进一步应用。

因此，在保证膜的化学稳定性和热稳定性的前提下，提高膜的水通量和盐截留率对扩大无机反渗透膜的应用范围至关重要。

发明内容

本发明的目的：针对现有的无机反渗透膜分离性能较低的问题，本发明提供一种巯基化改性TRIES分离膜及其制备方法，制备出一种能够同时提高盐截留率与水通量的无机反渗透分离膜。

本发明的技术方案：本发明提供一种巯基化改性TRIES分离膜，所述分离膜的制备方法为：在水浴连续搅拌条件下，先后加入TRIES、醇、去离子水、HCl溶液后反应，制得TRIES溶胶，将其涂覆在α-Al₂O₃材质的支撑膜片上，在高温惰性气氛下煅烧，制得TRIES分离膜，高温条件下通入H₂S和H₂混合气体，对其进行原位巯基化改性，制得巯基化改性TRIES分离膜。其中，TRIES是三乙氧基硅烷，作为一种含有Si-H键的硅源前驱体使用。

一种巯基化改性TRIES分离膜的制备方法，具体操作步骤包括：

(1)在水浴连续搅拌条件下，先将TRIES加入到醇溶液中，使其分散均匀，随后加入去离子水，使其分散均匀，最后加入HCl溶液反应2h，制得TRIES溶胶，将其涂覆在α-Al₂O₃材质的支撑膜片上，在高温惰性气氛下煅烧，制得TRIES分离膜；

作为优选，步骤(1)中醇溶液为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇中的一种。

作为优选，步骤(1)中TRIES、去离子水、HCl的摩尔比为1:30～240:0.1，其中HCl溶液的质量浓度为37.5％；步骤(1)中TRIES相对于溶胶的质量分数为2～5wt％，通过控制醇的加入量来完成。

作为优选，步骤(1)中水浴温度为25～45℃；步骤(1)中煅烧温度为400～600℃；步骤(1)中惰性气氛为N₂、He、Ar中的一种。

(2)将步骤(1)制备的TRIES分离膜置于管式炉中，高温条件下通入H₂S和H₂混合气体，进行原位巯基化改性，改性1小时，制得巯基化改性TRIES分离膜。