本發明屬于高鹽有機廢水處理領域，具體涉及一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法。

背景技術：

1、膜蒸餾以疏水膜為分離介質，以膜兩側蒸汽壓差為驅動力，具有可利用低品位能源、裝置簡單、產水水質好等優勢，理論上可達到對廢水的深度濃縮與近零排放。但目前膜蒸餾仍未應用于工程實際，主要限制因素之一是常規疏水膜很容易發生污染與潤濕問題。針對高鹽有機廢水，高濃度無機鹽造成的膜結垢和膜孔潤濕等問題尤為嚴重，且仍未有效解決。膜結垢源于廢水中無機鹽在膜表面的析出或沉積，垢晶體向膜孔內的生長會造成膜孔結構不可逆地損壞，最終使膜孔潤濕，膜蒸餾過程失效。廢水中存在的有機污染物會通過疏水性作用黏附在膜表面或膜孔內部，從而堵塞或潤濕膜孔，使產水水質惡化。由于膜的疏水性，沉積在膜孔內的污染物難以清理，膜性能難以恢復。因此，控制膜污染/潤濕、提高膜污染恢復性對實現膜蒸餾處理高鹽有機廢水的長效穩定至關重要。

2、現有蒸餾膜材料多針對單獨污染物(如鹽垢或有機物)進行控制，如提高膜表面疏水性可以降低溶液與膜的接觸及相互作用，從而降低無機離子在膜表面的異質結晶傾向，緩解膜表面的無機污染；針對廢水中的有機污染物，主要通過提高膜表面親水性，以促進膜表面形成水合層，或通過親水-疏水性斥力作用緩解疏水性有機物在膜表面的黏附，從而緩解膜表面的有機污染問題。此外，有研究表明，有機物共存時，會通過橋接作用強化無機鹽垢層在膜表面的黏附，使形成的復合污染層更加致密且難以沖洗。實際高鹽有機廢水中通常多類型污染物共存影響膜效能，而針對水處理過程中的多類型污染物及復合污染問題，目前并沒有發展出可高效多重抗污染及長效循環使用的蒸餾膜材料，限制了膜蒸餾的工業化應用。

技術實現思路

1、本發明的目的是為了解決現有的蒸餾膜易被污染或潤濕等問題，提供一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法。

2、為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

3、一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法，所述方法為：

4、步驟一：在疏水微孔膜表面進行聚多巴胺中間粘結層的負載：首先配置ph＝8.8的tris-hcl緩沖溶液，將多巴胺粉末加入緩沖溶液，控制多巴胺的濃度為2～5g/l，搖勻后傾倒于疏水微孔膜表面，液層厚度不小于3mm，置于搖床內常溫下進行聚合反應6～12h；

5、步驟二：將疏水微孔膜表面聚多巴胺溶液倒出，并純水沖洗3次，在膜表面重復步驟一中的聚多巴胺中間粘結層的負載過程，搖床內室溫下進行聚合反應6～12h；

6、步驟三：配制甲基纖維素/聚乙烯醇/交聯劑涂覆液，采用硫酸或鹽酸調節ph≤2，超聲混勻30s；

7、步驟四：將步驟三所配溶液涂覆于聚多巴胺改性后的膜表面，控制液層厚度大于10μm，于室溫下干燥24～48h后，在100℃烘箱中交聯10～15min；

8、步驟五：將步驟四制備的膜表面層采用純水沖洗3～5次，以去除制備過程殘留的未反應物質，即獲得高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜。

9、進一步地，步驟一中，所述疏水微孔膜為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯材質。

10、進一步地，步驟一中，所述疏水微孔膜的平均孔徑不大于0.45μm。

11、進一步地，步驟三中，所述交聯劑為戊二醛、乙二醛或硼砂中的一種。

12、進一步地，步驟三中，涂敷液中，控制聚乙烯醇濃度為2～4wt％，甲基纖維素與聚乙烯醇和交聯劑的質量比控制在1:2:2～1:5:5。

13、本發明相對于現有技術的有益效果為：

14、1.本發明制備的甲基纖維素-聚乙烯醇雙網絡響應型凝膠復合膜，不僅可以防止廢水中大部分的無機及有機污染物滲入，避免疏水分離層的污染與潤濕問題，表面抗污層的雙網絡結構還可大幅提高膜機械強度及韌性，對廢水高濃縮狀態下析出的剛性晶體顆粒具有高效耐磨穩定性；表面負載的甲基纖維素在溶脹狀態下還會形成規則的柔性凸起結構，對廢水中的有機污染物會起到類纖毛的清掃作用，從而緩解有機污染物在膜表面的沉積與黏附，可長效穩定地對高鹽有機廢水進行深度脫鹽與水回收。

15、2.本發明制備的甲基纖維素-聚乙烯醇雙網絡響應型凝膠復合膜，表面負載的甲基纖維素對溫度的響應性變化還可顯著提高膜表面污染的恢復性，高溫運行后的膜在低溫沖洗時會發生表面形變，從而疏松污染層結構，提高沖洗效果，顯著提升了膜的重復使用性及長效穩定性。

技術特征：

1.一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法，其特征在于：所述方法為：

2.根據權利要求1所述的一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法，其特征在于：步驟一中，所述疏水微孔膜為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯材質。

3.根據權利要求1或2所述的一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法，其特征在于：步驟一中，所述疏水微孔膜的平均孔徑不大于0.45μm。

4.根據權利要求1所述的一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法，其特征在于：步驟三中，所述交聯劑為戊二醛、乙二醛或硼砂中的一種。

5.根據權利要求1所述的一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法，其特征在于：步驟三中，涂敷液中，控制聚乙烯醇濃度為2～4wt％，甲基纖維素與聚乙烯醇和交聯劑的質量比控制在1:2:2～1:5:5。

技術總結
一種高穩定多效抗污染雙網絡凝膠復合蒸餾膜制備方法，屬于高鹽有機廢水處理領域。所述方法為：配置pH＝8.8的Tris?HCl緩沖溶液，加入多巴胺粉末，搖勻后傾倒于疏水微孔膜表面，常溫下聚合6～12h；純水沖洗，并重復前述過程1次；配制甲基纖維素/聚乙烯醇/交聯劑涂覆液，并涂于聚多巴胺改性后的膜表面，于室溫下干燥后，100℃熱交聯10～15min，沖洗3～5次，即獲得復合蒸餾膜。本發明制備的復合膜，表面層致密雙凝膠網絡可大幅提高膜機械穩定性，并形成規則柔性凸起結構，可對多類型污染物起到表面清掃作用，甲基纖維素對溫度的響應性還可顯著提高膜污染可逆性，低溫沖洗會產生表面形變，從而疏松污染層結構，提高沖洗效果，顯著提升膜的重復使用性及長效穩定性。

技術研發人員：王沛志,王威,程嘉偉,駱雪晴,黃偉,程巍,馬軍
受保護的技術使用者：哈爾濱工業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28