[发明专利]ECR-1自支撑分子筛膜用于海水淡化及脱盐的应用

说明书

本发明公开了ECR‑1自支撑分子筛膜用于海水淡化及脱盐的应用，其特征在于，一种ECR‑1自支撑分子筛膜可用于海水淡化，并分别对Ca²⁺，或Mg²⁺，或Na⁺，或K⁺离子溶液进行渗透脱盐处理。在海水淡化装置中，室温下系统负压为0.08MPa，对海水中主要的Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺离子截留率分别为99.99％，97.10％，100％，100％；膜通量为0.75kg/(m²·h)。在脱盐装置中，系统负压为0.06MPa的室温条件下，对Ca²⁺或Mg²⁺或Na⁺或K⁺离子溶液中阳离子的截留率分别为99.85％，93.58％，96.51％，99.05％，膜通量分别为8.62kg/(m²·h)、9.61kg/(m²·h)、0.64kg/(m²·h)、0.66kg/(m²·h)。

技术领域

本发明涉及海水淡化，并分别对Ca²⁺，或Mg²⁺，或Na⁺，或K⁺离子溶液进行渗透脱盐的领域，涉及分子筛膜脱盐技术，具体涉及ECR-1自支撑分子筛膜用于的海水淡化及脱盐的应用。

背景技术

水是地球上最丰富的一种化合物，其中96.5％分布在海洋，若扣除无法取用的冰川和高山顶上的冰冠，以及分布在盐碱湖和内海的水量，陆地上淡水湖和河流的水量不到地球总水量的1％，所以地球上水含量高，但当前淡水资源短缺却已成为全球性的问题,而海水淡化被认为是一种最具前景的解决方法^[1]。

传统的海水淡化方法包括多级闪蒸^[2]、低温多效蒸馏^[3]及膜分离^[4]，其中膜分离分为有机膜和无机膜分离，其中有机聚合物分离材料表面易受污染，易滋长微生物细菌，而对受污的膜材料进行后处理又会损伤膜材料，严重限制了有机膜材料的应用^[5]。而无机分子筛膜相比于传统有机聚合膜有许多明显的优势，如耐高温，耐游离氯，耐高压，易清洁等^[6]，且分子筛膜孔径均一，硅铝比可调，具有不同的亲疏水性能，因此，无机分子筛膜有望在脱盐领域中发挥重要作用。

目前，用于脱盐的无机分子筛膜主要有NaA型、MFI型等，邢庆达^[7]等以大孔α-Al₂O₃管为载体，通过两步变温热浸渍涂晶法，修饰载体表面缺陷，得到连续而均匀的NaA晶种层，在微波辅助作用下，短时间内有效诱导制备出超薄NaA分子筛膜，并将之应用于渗透脱盐，结果表明，当原料液NaCl浓度为0.6mol/L、操作温度85℃时，水通量达到11.03kg/(m²·h)，同时，离子截留率不受操作温度及原料液浓度的影响，始终保持＞99.9％。马来波[8]等采用微波二次生长法，在氧化铝载体上快速合成MFI型分子筛膜，并将之应用于0.1mol/LNaCl的反渗透实验，结果表明，在20℃、进料压为2.0MPa时,水通量为0.13kg/(m²·h)，Na⁺离子截留率超过75％。

从以上文献可发现，在载体表面合成无机分子筛膜的方法，每合成一个分子筛膜则需使用一个载体，要在载体表面生长一层薄而致密的膜对制备条件要求非常苛刻，其制备成本髙，严重阻碍其工业化应用。