[发明专利]一种反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明制备了一种反渗透膜，其通过在平板载体和分离层之间设置了由分子筛颗粒自由堆积而成的过渡层，其相对于分子筛分离层具有更加疏松的颗粒堆积，因此其平衡了平板载体和致密分离层之间的热膨胀系数差异，从而降低了焙烧失败的概率。而且，该反渗透膜的制备工艺可以实现在同一水热釜中分别实现不同载体的过渡层生长和分子筛分离层生长，使得本成为废物的分子筛颗粒变废为宝。

本发明涉及一种反渗透膜材料，尤其涉及一种能够用于海水淡化、苦咸水脱盐或重金属离子脱除等反渗透膜应用领域的无机反渗透膜材料。

随着技术进步，膜分离技术得到了飞跃式的发展。相对于传统的分离技术，膜分离技术具有使用原料少、能源消耗少、装置尺寸小、无污染的优点，被认为是有潜力的方式。常用的水处理膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。其中，反渗透膜是膜领域发展最早，且应用最为广泛的一类膜材料。

为扩大反渗透应用领域，无机反渗透膜诸如分子筛膜逐渐开始得到重视，诸如MFI型的ZSM-5类和silicalite-1类，FAU型的NaY类，SAPO型的SAPO-34型，LTA型的NaA类。但是上述膜材料除了NaA膜外均需要在铸膜液中添加模板剂且需要在水热晶化后高温焙烧脱除模板剂。但是在焙烧过程中常由于载体和晶体层之间热膨胀系统差异而导致晶体层开裂，从而间接增加了制膜成本。对于应用于渗透蒸发领域的分子筛膜而言，常采用臭氧焙烧后者减缓升降温速度的方式以提高膜合格率，但是其成本也随之增加。

针对应用于反渗透领域，本发明提出了一种新的新的反渗透膜材料以增加焙烧合格率，从而降低成本。

本发明提供了一种反渗透膜，其特征在于所述反渗透膜包括依次连接的平板载体，过渡层和分子筛分离层，所述的分子筛分离层在制备过程中需要添加高分子模板剂且需要高温焙烧脱除模板剂，所述的过渡层包含与所述分子筛分离层相同或相似的分子筛类型，且具有相比于分子筛分离层较为疏松的分子筛堆积方式，所述的过渡层是由含有硅源、铝源和水的合成液在水热晶化中产成的分子筛颗粒自由落体堆积到平板载体而成。

所述的平板载体为氧化铝、氧化锆、氧化铁、陶瓷、金属、不锈钢材质中的一种或多种。

所述的分子筛分离层中的分子筛为silicalite-1、ZSM-5、NaY、SAPO-34中的一种。

所述的合成液为制备分子筛分离层的铸膜液或制备分子筛颗粒的晶化液，优选所述的合成液优选为制备分子筛分离层的铸膜液。

所述的分子筛分离层是通过在过渡层上负载晶种层，并经水热晶化而成。

本发明还提供了制备上述反渗透膜的方法，其包括以下步骤：

(1)配置包含硅源、铝源和水的合成液；

(2)将平板载体放置在反应釜底部，倾注所述合成液使其完全浸泡平板载体；

(3)水热晶化，使合成液中晶化而成的分子筛颗粒自由落体堆积到平板载体上形成过渡层；

(4)将包含平板载体和过渡层的载体预处理后进一步在过渡层上水热晶化出分子筛分离层形成胚膜；

(5)将步骤(4)处理后的胚膜在高温下脱除模板剂。

所述的载体预处理包括超声预处理、水洗、浸泡、烘干。

所述分子筛分离层是通过在过渡层上负载晶种层，并经水热晶化而成，所述的晶种层具有均一的粒径。

所述负载晶种层采用浸渍涂覆，涂覆次数大于等于2次。

本发明所制备的反渗透膜可以应用于常见的反渗透水处理应用领域，诸如海水淡化、苦咸水脱盐或重金属离子脱除等。