具有良好耐氯性的高通量水处理分离膜制造技术

一种水处理分离膜，其包括在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层。当使用5％的若丹明B水溶液对所述聚酰胺活性层染色时，在该聚酰胺活性层的至少一个局部区域中形成至少一个通过连接两条或更多条弧线而形成的曲线图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种水处理分离膜，该水处理分离膜通过将包含酰基卤化合物的有机溶液的液滴滴加到在多孔支撑体上形成的胺水溶液层上来制备。
技术介绍
溶剂在由半透膜分隔开的两种溶液之间从溶质浓度较低的溶液向另一溶质浓度较高的溶液的运动称作渗透。通过溶液运动而施加到溶质浓度较高的溶液上的压力称作渗透压。当施加高于渗透压的一定水平的外部压力时，溶剂可以从溶质浓度较高的溶液向溶质浓度较低的溶液运动。这种现象称作反渗透。利用反渗透原理，可以将压力梯度用作驱动力，通过半透膜来分离各种盐和有机物质。通过利用反渗透现象，使用水处理分离膜来分离分子水平的物质，从盐水和海水中去除盐，并提供家庭、商业和工业用水。水处理膜所需最重要的功能包括相对于分离膜表现出高脱盐率水平，以及在相对较低的压力下保持对溶剂的高渗透通量。为了实现上述条件，已经提出了在保持高渗透通量的同时具有良好脱盐性能的水处理分离膜，该分离膜通过在用于保持分离膜机械强度的多孔支撑体上形成用于去除盐的活性聚酰胺层的薄膜来制备(美国专利4,277,344)。更具体而言，所述水处理分离膜通过如下方法制备：通过在非织造织物上形成聚砜层而形成微小多孔支撑体；用间苯二胺(mPD)水溶液浸渍该微小多孔支撑体而形成胺水溶液层；以及用包含均苯三甲酰氯(TMC)的有机溶液浸渍该微小多孔支撑体，使得mPD与TMC接触，从而发生界面聚合并形成聚酰胺层。根据上述方法，由于极性溶剂、水和非极性有机溶液进行接触，因此mPD和TMC的聚合反应仅在其间的界面处发生。由此，可以形成非常薄的聚酰胺活性层。然而，由于上面所提出的水处理分离膜的耐氯性随时间的下降程度较快，因此该膜的更换周期较短。为了延缓这种水处理分离膜的耐氯性下降程度，已经提出了增大活性层比表面积的方法。日本未审专利公布号Hei10-337454公开了一种通过形成活性层并用酸溶液浸渍该活性层而在表层上形成压花或螺纹，从而增大水处理分离膜表层的比表面积的方法。韩国未审专利公布号1998-0068304公开了一种通过用强酸后处理反渗透复合层而提高表面粗糙度的方法。然而，如日本未审专利公布号Hei10-337454中所公开的，在将包括活性层的分离膜浸渍于酸溶液中的情况下，分离膜的表面可以显示出阴离子电荷，而显示阳离子电荷的污染物可以粘附到该分离膜上，从而降低该分离膜的透过率。因此，必须单独进行用电中性聚合物涂布分离装置表面的后处理过程。另外，根据韩国未审专利公布号1998-0068304所公开的方法，对聚酰胺复合层进行酸处理而克服了关于在分离膜表面上生成阴离子电荷的缺陷，并且提高了表面粗糙度。然后，再接着用胺水溶液和卤族化合物涂布所述表面。因此，也必须进行单独的后处理过程。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一方面提供一种水处理分离膜及其制备方法，所述水处理分离膜具有较高的比表面积和改善的耐氯性持续时间，并且在不进行单独的后处理过程的情况下保持较高的脱盐率程度和较高的渗透通量。技术方案根据本专利技术的一方面，提供一种制备水处理分离膜的方法，包括：在多孔支撑体上形成胺水溶液层；和通过在所述胺水溶液层上滴加包含酰基卤化合物的有机溶液的液滴，形成聚酰胺活性层。根据本专利技术的另一方面，提供一种水处理分离膜，包括在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层，其中，所述聚酰胺活性层通过在胺水溶液层上滴加包含酰基卤化合物的有机溶液的液滴而形成，该聚酰胺活性层的表面粗糙度(Ra)为60nm至100nm。根据本专利技术的另一方面，提供一种水处理分离膜，包括在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层，其中，当使用0.5％的若丹明B水溶液对所述聚酰胺活性层染色时，在该聚酰胺活性层的至少一个局部区域中显示出至少一个通过连接两条或更多条弧线而形成的曲线图案。根据本专利技术的另一方面，提供一种水处理分离膜，包括在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层，其中，在用酸处理所述聚酰胺活性层后，当使用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)进行测量时，羧基的C＝O双键的峰高相对于与酰胺基结合的C＝O双键的峰高的比率的最大值与最小值的比率为1.2至4。有益效果按照根据本专利技术的制备水处理分离膜的方法，可以在不进行单独的后处理过程的情况下，制备出具有较大的活性比表面积的水处理分离膜。另外，由于根据本专利技术的水处理分离膜具有较高的表面粗糙度并具有较长的耐氯性持续时间，因此可以将高脱盐率程度和高渗透通量保持更长的时间。附图说明图1提供了示出当有机溶液的液滴开始滴落时的液滴状态的示意图；图2提供了示出当有机溶液的液滴到达胺水溶液层后即刻的液滴状态的示意图；图3提供了示出在有机溶液与胺水溶液层的界面聚合反应结束后的液滴状态的示意图；图4至6提供了示出当以一定的时间间隔滴加有机溶液的液滴时，滴加液滴的状态变化的示意图；图7至9提供了示出当同时滴加多个有机溶液的液滴时，滴加液滴在宽度方向上的状态变化的示意图；图10为示出了用于制备根据本专利技术的水处理分离膜的设备实施方案的示意图；图11示出了在用0.5％的若丹明B水溶液对根据本专利技术的水处理分离膜进行染色后拍摄的摄影影像；图12示出了在用0.5％的若丹明B水溶液对通过常规棒涂法制备的水处理分离膜进行染色后拍摄的摄影影像。具体实施方式下文中，将更详细地描述本专利技术。本专利技术的专利技术人发现，常规的通过将分离膜浸渍在酸性溶液中来改善分离膜表面粗糙度的方法需要单独的后处理过程，例如二次涂布。专利技术人进行研究以解决上述缺陷，并发现通过在多孔支撑体上形成胺水溶液层，并在所述胺水溶液层上滴加酰基卤有机溶液的液滴，能够在不进行后处理过程的情况下制得具有所需表面粗糙度的水处理分离膜。更具体而言，本专利技术涉及一种制备水处理分离膜的方法，包括：在多孔支撑体上形成胺水溶液层；和通过在所述胺水溶液层上滴加包含酰基卤化合物的有机溶液的液滴，形成聚酰胺活性层。根据上述制备水处理分离膜的方法，首先在多孔支撑体上形成胺水溶液层。在这种情况下，可以使用本领域中公知的水处理分离膜的支撑体作为所述多孔支撑体而不受限制。例如，可以使用通过在非织造织物上涂布聚合物材料而制得的支撑体。在这种情况下，所述聚合物材料可以包括，例如聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚环氧乙烷、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚甲基氯化物(polymethyl chloride)和聚偏二氟乙烯，但并不局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理分离膜，包括：在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层；其中，当使用5％的若丹明B水溶液对所述聚酰胺活性层染色时，在该聚酰胺活性层的至少一个局部区域中形成至少一个通过连接两条或更多条弧线而形成的曲线图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.21 KR 10-2012-0132550;2013.01.14 KR 10-2011.一种水处理分离膜，包括：
在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层；
其中，当使用5％的若丹明B水溶液对所述聚酰胺活性层染色时，在该聚
酰胺活性层的至少一个局部区域中形成至少一个通过连接两条或更多条弧线
而形成的曲线图案。
2.根据权利要求1所述的水处理分离膜，其中，所述曲线图案具有通过
将每条弧线的两个端点与其它弧线各自的曲线部分连接而得到的形式。
3.根据权利要求1所述的水处理分离膜，其中，所述曲线图案具有通过
将两条或更多条弧线成行地排列，并连接所述弧线的端点以使相邻的弧线连
接而得到的形式。
4.根据权利要求2或3所述的水处理分离膜，其中，将所述两条或更多
条弧线在相同方向上凸状地排列。
5.根据权利要求3所述的水处理分离膜，其中，所述曲线图案在相对于
所述两条或更多条弧线的排列方向的垂直方向上重复...

【专利技术属性】
技术研发人员：高永勳，金宰弘，申程圭，李弼，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR