一种正渗透膜及其制备方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种正渗透膜及其制备方法，即为了有效降低正渗透内浓差极化，提供一种基于筛网为支撑层的薄层复合正渗透膜及其制备方法，从而弥补了现有技术的不足。本发明专利技术的正渗透膜，其中支撑层为筛网，皮层为在筛网上复合的聚酰胺层。本发明专利技术利用筛网良好的支撑层结构提出了一个全新的薄层复合正渗透膜概念，开辟了国内外高性能正渗透膜的新途径。此外，本发明专利技术在筛网表面完成了界面聚合操作，并得到了性能显著提高的正渗透膜，这也为其他新型材料的制备提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膜分离
，具体涉及。
技术介绍
正渗透技术(FO)是一种以选择性透过膜两侧的渗透压差作为驱动力的新型膜分离技术。正渗透膜技术拥有广泛的应用前景，相比于传统的反渗透，它具有以下优点:正渗透是一种自发的分离过程，因此不需要额外提供压力，降低了能耗；同时非压力驱动过程可以有效的减少膜污染；在分离过程中水的回收率要高于反渗透过程，并且没有浓水的排放，属于环境友好的新型水处理技术。但是作为一种新型的分离技术，正渗透仍然受到很多条件的制约，其中之一就是缺少高性能的正渗透膜组件。传统的反渗透膜并不能直接应用于正渗透分离过程中，因为其膜结构会导致严重的内浓差极化，最终导致极低的水通量(远远低于预期值)。因此必须开发专业的正渗透膜，在保持高的截盐率的同时，降低浓差极化，提高水通量。目前成功商品化的正渗透膜是主要是由美国HTI公司生产的，具有较高的截盐率和水通量，但仍然存在较为严重的内浓差极化现象，导致膜两侧的渗透压差大幅下降，使水通量下降。内浓差极化已成为阻碍正渗透膜分离技术发展的一个障碍。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，即为了有效降低正渗透内浓差极化，提供一种基于筛网为支撑层的薄层复合正渗透膜及其制备方法，从而弥补了现有技术的不足。本专利技术的正渗透膜，其中支撑层为筛网，皮层为在筛网上复合的聚酰胺层。本专利技术的正渗透膜，其是用如下的方法制备的I)配制水相溶液和油相溶液；其中水相溶液中的溶质为含有胺基的小分子化合物和/或含胺基的长链大分子；油相溶液的溶质为含酰氯的小分子物质，溶剂为正己烷或异构烷烃溶剂(ISOPAR)；含有胺基的小分子化合物为双酚、二乙烯三胺、三乙烯四胺、2，5-二胺基苯磺酸、哌嗪、邻苯二胺、间苯二胺及其衍生物中的一种或几种；上述含胺基/羟基的长链大分子包括聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、壳聚糖类、氨基化聚乙二醇等一种或几种；含酰氯的小分子物质，包括间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯等一种或几种，在油相溶液中的浓度为0.5-10g/L。在水相溶液中还选择性的加入添加剂，包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚醚、环状冠醚、叔胺、季胺碱、季膦盐和十六烷基三甲基氯化铵、三乙胺等一种或几种，在水相溶液中的浓度为0-40g/L ；上述水相溶液的溶质优选为间苯二胺、三乙胺和聚乙烯亚胺，质量比为20:20:1。2)用溶液清洗筛网，然后将筛网在低温下烘干备用；其中筛网为网孔直径从几微米至几百微米、厚度一百微米以内的蚕丝筛网，铜丝、不锈钢丝、泡沫镍、氧化锆、氧化铝等金属筛网以及聚酰胺纤维和聚酯纤维等合成纤维筛网；所述的溶液可以选用无水乙醇、异丙醇、去离子水中的一种或几种交替清洗。3)将步骤2)处理后的筛网置于水相上表面，然后缓慢在水相上表面均匀加入油相，静置反应，待反应完成后将产品取出浸入去离子水中完成制备。本专利技术利用筛网良好的支撑层结构提出了一个全新的薄层复合正渗透膜概念，开辟了国内外高性能正渗透膜的新途径。此外，本专利技术在筛网表面完成了界面聚合操作，并得到了性能显著提高的正渗透膜，这也为其他新型材料的制备提供了新思路。【具体实施方式】以下各实施例中所制备正渗透膜测试时使用IM的氯化钠溶液作为汲取液，去离子水作为原料液。实施例1I)分别配制水相溶液，溶剂为去离子水，溶质为间苯二胺和三乙胺，浓度均为20g/L ;油相溶液，溶剂为正己烷，溶剂为均苯三甲酰氯，浓度为lg/L。 2)将300目聚酯筛网在无水乙醇中浸泡清洗30min，去离子水清洗后在30°C烘干。3)向烧杯中加入适量水相溶液，将筛网置于水相上表面，缓慢加入油相，静置反应30min。待反应完成后将产品取出浸入去离子水中备用。正渗透膜测试结果为水通量约10L/m2h，截盐率约99.1 %。测试膜的稳定性性能分析如下:分别将膜浸入HCl水溶液(pH = 2)、NaOH水溶液(pH = 12)、NH4HCO3溶液中7天，取出并用去离子水冲洗干净，再测试其正渗透性能。结果表明，水通量分别约9.8、10.2和10.5L/m2h，截留率分别约99.2%,99.1%和99.3%0由此可见，该膜表现出较好的耐酸碱性和化学稳定性。实施例2I)分别配制水相溶液，溶剂为去离子水，溶质为间苯二胺、三乙胺和聚乙烯亚胺，浓度分别为20g/L，20g/L和lg/L ;油相溶液，溶剂为正己烷，溶剂为均苯三甲酰氯，浓度为lg/L。2)将300目聚酯筛网在无水乙醇中浸泡清洗30min，去离子水清洗后在30°C烘干。3)向烧杯中加入适量水相溶液，将筛网置于水相上表面，缓慢加入油相，静置反应30min。待反应完成后将产品取出浸入去离子水中备用。正渗透膜测试结果为水通量约13L/m2h，截盐率约99.7%。膜稳定性测试的结果表明，水通量和截留率均无明显变化，可见该膜表现出较好的耐酸碱性和化学稳定性。实施例3.I)分别配制水相溶液，溶剂为去离子水，溶质为间苯二胺、三乙胺和聚乙烯亚胺，浓度分别为20g/L，20g/L和5g/L ;油相溶液，溶剂为正己烷，溶剂为均苯三甲酰氯，浓度为lg/L。2)将300目聚酯筛网在无水乙醇中浸泡清洗30min，去离子水清洗后在30°C烘干。3)向烧杯中加入适量水相溶液，将筛网置于水相上表面，缓慢加入油相，静置反应30min。待反应完成后将产品取出浸入去离子水中备用。正渗透膜测试结果为水通量约15L/m2h，截盐率约99.5%。可见，随着聚乙烯亚胺的加入可提高水通量，且水通量随着聚乙烯亚胺浓度的增大而增大。膜稳定性测试的结果表明，水通量和截留率均无明显变化，可见该膜表现出较好的耐酸碱性和化学稳定性。实施例4I)分别配制水相溶液，溶剂为去离子水，溶质为间苯二胺、三乙胺和聚乙烯亚胺，浓度分别为20g/L，20g/L和lg/L ;油相溶液，溶剂为正己烷，溶剂为均苯三甲酰氯，浓度为lg/L。2)将500目聚酯筛网在无水乙醇中浸泡清洗30min，去离子水清洗后在30°C烘干。3)向烧杯中加入适量水相溶液，将筛网置于水相上表面，缓慢加入油相，静置反应30min。待反应完成后将产品取出浸入去离子水中备用。正渗透膜测 试结果为水通量约12L/m2h，截盐率约99.9%。膜稳定性测试的结果表明，水通量和截留率均无明显变化，可见该膜表现出较好的耐酸碱性和化学稳定性。实施例5.I)分别配制水相溶液，溶剂为去离子水，溶质为间苯二胺、三乙胺和聚乙烯亚胺，浓度分别为20g/L，20g/L和lg/L ;油相溶液，溶剂为正己烷，溶剂为均苯三甲酰氯，浓度为lg/L。2)将800目聚酯筛网在无水乙醇中浸泡清洗30min，去离子水清洗后在30°C烘干。3)向烧杯中加入适量水相溶液，将筛网置于水相上表面，缓慢加入油相，静置反应30min。待反应完成后将产品取出浸入去离子水中备用。正渗透膜测试结果为水通量约11.5L/m2h，截盐率约99.6%。可见，筛网网孔大小对水通量有影响，随着网孔减小，水通量略有降低。膜稳定性测试的结果表明，水通量和截留率均无明显变化，可见该膜表现出较好的耐酸碱性和化学稳定性。对照例1.测试HTI公司的商品化薄层复合正渗透膜的正渗透性能，以IM NaCl做为汲取液，去离子水作为原料液。在专利技术人现有测试仪器条件下，测试结果如下:水通量为3L/m2h本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正渗透膜，其特征在于，所述的正渗透膜的支撑层为筛网，皮层为在筛网上复合的聚酰胺层。

【技术特征摘要】
1.一种正渗透膜，其特征在于，所述的正渗透膜的支撑层为筛网，皮层为在筛网上复合的聚酰胺层。2.如权利要求1所述的正渗透膜，其特征在于，所述的正渗透膜的一种制备方法如下: 1)配制水相溶液和油相溶液；其中水相溶液中的溶质为含有胺基的小分子化合物和/或含胺基的长链大分子；油相溶液的溶质为含酰氯的小分子物质，溶剂为正己烷、异构烷烃溶剂； 2)用溶液清洗筛网，然后将筛网在低温下烘干备用； 3)将步骤2)处理后的筛网置于水相上表面，然后缓慢在水相上表面均匀加入油相，静置反应，待反应完成后将产品取出浸入去离子水中完成制备。3.如权利要求2所述的正渗透膜，其特征在于，所述的含有胺基的小分子化合物为双酚、二乙烯三胺、三乙烯四胺、2，5-二胺基苯磺酸、哌嗪、邻苯二胺、间苯二胺及其衍生物中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳，李明明，冯晨晨，李盼盼，高从堦，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37