[发明专利]超滤膜表面改性剂及改性方法

说明书

本发明提出了一种本发明的超滤膜表面改性剂通过将硅藻土与二氧化钛混合后，然后加入硫酸钇溶液中，再与氯化石蜡混合后煅烧，其中，通过硫酸钇对硅藻土改性可增加硅藻土内部通道，增加硅藻土活性中心；而加入的氯化石蜡在煅烧过程中分解可进一步增加硅藻土孔道，从而强化了超滤膜的性能；通过该表面改性剂对超滤膜表面改性会在超滤膜表面形成涂层，从而减轻污染物和超滤膜的直接接触，进而减小超滤膜的污染，增加其抗污染能力；通过本发明的超滤膜表面改性剂对超滤膜改性后其对污水中化学需氧量、总有机碳、氨氮的去除率相比没有改性的超滤膜均有提高，同时该表面改性剂还含有二氧化钛，可催化这些污染物的分解和降解。

技术领域

本发明涉及超滤膜技术领域，尤其涉及一种超滤膜表面改性剂及改性方法。

背景技术

超滤膜分离技术在污水深度处理领域有着越来越广泛的应用，其以常温低压下操作、无相变、能耗低等显著特点已成为一种分离过程的标准，超滤技术得到了广泛的使用。随着制膜技术的发展和生产规模化，使超滤膜性能更加稳定，制模成本大为降低。超滤膜已经广泛应用在各种净化、浓缩、提纯、澄清、回收、除菌的工艺中，涵盖水处理、食品饮料、酒类、医药工业、生物工程、金属加工、表面涂装等各个领域。然而超滤膜经过一定时间的运行，超滤膜也会不可避免的受到污染。

基于此，对超滤膜进行改性以减缓超滤膜的污染。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种可减缓超滤膜污染的超滤膜表面改性剂。

一方面，本发明提供了一种超滤膜表面改性剂，包括以下组分：硅藻土、硫酸钇、二氧化钛；所述超滤膜表面改性剂的制备方法包括以下步骤：

S1、将硅藻土、二氧化钛溶于硫酸溶液中，搅拌，过滤后烘干；

S2、将S1中得到的物质中加入至硫酸钇溶液中，搅拌，烘干；

S3、将S2中得到的物质与氯化石蜡混合后煅烧即得表面改性剂。

在以上技术方案基础上，优选的，硅藻土、二氧化钛、硫酸溶液、硫酸钇溶液和氯化石蜡的质量比为(20～25):(1～2):(50～80):(60～80):(0.1～0.5)，其中，硫酸溶液的浓度为0.1～0.2mol/L，硫酸钇溶液的浓度为0.01～0.05mol/L。

在以上技术方案基础上，优选的，S3中煅烧具体包括：先以5～10℃/min由室温升温至250～260℃，并保温3～5h；然后以2～4℃/min降温至190～200℃，保温0.5～1h；再以10～15℃/min升温至350～360℃，保温1～2h；再以6～8℃/min降温至300～310℃，最后以15～20℃/min升温至500～550℃，保温10～15h，最后以10～15℃/min冷却至室温，即得超滤膜表面改性剂。

在以上技术方案基础上，优选的，硅藻土的目数为300～400目，二氧化钛的目数为600～700目。

在以上技术方案基础上，优选的，S1中搅拌速率为200～500r/min，搅拌时间为20～24h；S2中搅拌速率为100～300r/min，搅拌时间为12～18h。

另一方面，本发明还提供了一种利用所述的超滤膜表面改性剂改性超滤膜的方法，包括以下步骤：

A1、将所述的超滤膜表面改性剂加于水中，然后加入硅烷偶联剂，搅拌5～10min；

A2、将超滤膜置于A1中的超滤膜表面改性剂中浸泡5～10h。

在以上技术方案基础上，优选的，A1中加入超滤膜表面改性、水和硅烷偶联剂的质量比为1:(20～25):(0.01～0.03)。

在以上技术方案基础上，优选的，A2中超滤膜浸泡前，将超滤膜置于浓度为0.02～0.04mol/L的硫酸溶液中浸泡10～15min，并使用波长为100～200nm的紫外灯照射。