一种聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法技术

一种聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法，涉及一种聚酰胺复合正渗透膜的制备方法。本发明专利技术是为了解决现有聚酰胺复合正渗透膜的基膜多是由疏水材料制备，存在严重的内浓差极化现象的技术问题。本发明专利技术：一、制备聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液；二、制备聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜；三、制备间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯溶液；四、热处理制备复合正渗透膜。本发明专利技术的优点：本发明专利技术采用聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混超滤膜作为基膜，极大的改善了基膜的亲水性，有利于减小正渗透过程中浓差极化问题，提高正渗透膜的水通量，并且致密的聚酰胺选择层保证了正渗透膜具有高的截留率。本发明专利技术应用于水处理领域。

【技术实现步骤摘要】
一种聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法
本专利技术涉及一种聚酰胺复合正渗透膜的制备方法。
技术介绍
正渗透技术是近年来在反渗透技术的基础上发展起来的，与反渗透技术不同的是，正渗透是利用半透膜两侧的渗透压差、而并非水力压差实现清洁水与污染物的分离。当半透膜汲取剂一侧的渗透压高于污水一侧的渗透压时，清洁水就会自动穿过半透膜进入到汲取剂一侧，而污水中的污染物质则被膜所截留。正是由于采用渗透压差代替了水力压差，使得正渗透膜技术与反渗透相比表现出鲜明的优点：正渗透技术无需外压，因此运行能耗显著降低，而与此同时膜污染问题也得到有效缓解，而这两个问题正是困扰反渗透技术在城市污水资源化回用领域大规模推广应用的关键问题。早期研究人员直接采用商业化的反渗透膜(RO)来研究正渗透过程，结果发现实际产水通量远远低于预期。研究表明发生在反渗透膜多孔支撑层中的内浓差极化现象是反渗透膜不适用于正渗透过程的主要原因。目前实验室研究中应用最为广泛的正渗透膜来自于美国HTI公司商业化的CTA非对称结构正渗透膜(目前主要的商业化正渗透膜产品之一)，相关专利为W02006110497A，该膜虽然相对于反渗透膜而言已表现出突出的优点，但也存在明显的缺陷，如水通量低、盐截留率低、pH值适用范围窄、化学稳定性差、易被微生物降解等，因此限制了其在实际工程中的有效应用。相对于醋酸纤维素膜，聚酰胺复合膜具有更高的选择性、更好的物化稳定性等诸多优势，更适合应用于正渗透膜(FO)工艺。但是现在聚酰胺复合正渗透膜的基膜多是由疏水的聚砜或聚醚砜材料制备，存在严重的内浓差极化现象。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有聚酰胺复合正渗透膜的基膜多是由疏水材料制备，存在严重的内浓差极化现象的技术问题，而提供一种聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法。本专利技术的一种聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法是按以下步骤进行的：一、制备聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液：将嵌段磺化聚芳香醚、聚砜、添加剂和溶剂在温度为30℃～90℃的条件下搅拌混合12h～24h，而后静置脱泡24h～30h，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液；所述的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液中嵌段磺化聚芳香醚的质量分数为1％～20％，聚砜的质量分数为7％～20％，添加剂的质量分数为2％～20％；所述的溶剂为二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物；所述的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、氯化锂、氯化锌、乙醇和二甘醇中的一种或几种的混合物；二、制备聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜：用刮刀将步骤一得到的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液在玻璃板上均匀的延展至厚度为100μm，然后浸入去离子水中，浸泡10min～50min沉浸凝胶成膜，再放在去离子水中浸泡12h～14h，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜；三、制备间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯溶液：将间苯二胺、三乙胺和十二烷基硫酸钠溶解于水中，得到间苯二胺水溶液；所述的间苯二胺水溶液中间苯二胺的质量分数为2％～6％，三乙胺的质量分数为0.5％～5％，十二烷基硫酸钠的质量分数为0.05％～0.5％；将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，得到均苯三甲酰氯溶液；所述的均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯的质量百分比为0.1％～0.5％；四、热处理制备复合正渗透膜：将步骤二得到的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜放在步骤三得到的间苯二胺水溶液中浸泡1min～5min，取出后垂直沥干或者用氮气吹干，然后浸入步骤三得到的均苯三甲酰氯溶液中30秒～90秒，取出后在温度为60℃～120℃的条件下热处理3min～10min，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜。本专利技术的优点：本专利技术采用新型的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤膜作为基膜，极大的改善了基膜的亲水性，有利于减小正渗透过程中浓差极化问题，提高正渗透膜的水通量，机械性能良好，并且致密的聚酰胺选择层则保证了正渗透膜具有高的截留率。本专利技术制备的新型正渗透复合膜可以用于海水淡化，硬水软化，污水处理等领域。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式为一种聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法是按以下步骤进行的：一、制备聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液：将嵌段磺化聚芳香醚、聚砜、添加剂和溶剂在温度为30℃～90℃的条件下搅拌混合12h～24h，而后静置脱泡24h～30h，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液；所述的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液中嵌段磺化聚芳香醚的质量分数为1％～20％，聚砜的质量分数为7％～20％，添加剂的质量分数为2％～20％；所述的溶剂为二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物；所述的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、氯化锂、氯化锌、乙醇和二甘醇中的一种或几种的混合物；二、制备聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜：用刮刀将步骤一得到的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液在玻璃板上均匀的延展至厚度为100μm，然后浸入去离子水中，浸泡10min～50min沉浸凝胶成膜，再放在去离子水中浸泡12h～14h，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜；三、制备间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯溶液：将间苯二胺、三乙胺和十二烷基硫酸钠溶解于水中，得到间苯二胺水溶液；所述的间苯二胺水溶液中间苯二胺的质量分数为2％～6％，三乙胺的质量分数为0.5％～5％，十二烷基硫酸钠的质量分数为0.05％～0.5％；将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，得到均苯三甲酰氯溶液；所述的均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯的质量百分比为0.1％～0.5％；四、热处理制备复合正渗透膜：将步骤二得到的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜放在步骤三得到的间苯二胺水溶液中浸泡1min～5min，取出后垂直沥干或者用氮气吹干，然后浸入步骤三得到的均苯三甲酰氯溶液中30秒～90秒，取出后在温度为60℃～120℃的条件下热处理3min～10min，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中所述的嵌段磺化聚芳香醚的通式为是亲水段，是疏水段，a是亲水段的分子量，单位是g/mol，b是疏水段的分子量，单位是g/mol，X是O或S；n是正整数；Ar1为含有1个或2个磺酸或磺酸盐基团的单环、双环、稠环、螺环或杂环的芳香环系；Ar2为不含有磺酸和磺酸盐基团的单环、双环、稠环、螺环或杂环的芳香环系；Ar3为含有对位或间位的单环、双环、稠环、螺环或杂环的双酚体系；B是其他与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二的不同点是：所述的含有1个或2个磺酸或磺酸盐基团的单环、双环、稠环、螺环或杂环的芳香环系为其中M是H、第一族碱金属或NR1R2R3，其中NR1R2R3中R1为H、C1-C6烷基或C1-C6芳基，R2为H、C1-C6烷基或C1-C6芳基，R3为H、C1-C6烷基或C1-C6芳基；所述的不含有磺酸和磺酸盐基团的单环、双环、稠环、螺环或杂环的芳香环系为所述的含有对位或间位的单环、双环、稠环、螺环或杂环的双酚体系为其中中R是O、S、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法，其特征在于聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法是按以下步骤进行的：一、制备聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液：将嵌段磺化聚芳香醚、聚砜、添加剂和溶剂在温度为30℃～90℃的条件下搅拌混合12h～24h，而后静置脱泡24h～30h，得到聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液；所述的聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液中嵌段磺化聚芳香醚的质量分数为1％～20％，聚砜的质量分数为7％～20％，添加剂的质量分数为2％～20％；所述的溶剂为二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N‑甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物；所述的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、氯化锂、氯化锌、乙醇和二甘醇中的一种或几种的混合物；二、制备聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜：用刮刀将步骤一得到的聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液在玻璃板上均匀的延展至厚度为100μm，然后浸入去离子水中，浸泡10min～50min沉浸凝胶成膜，再放在去离子水中浸泡12h～14h，得到聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜；三、制备间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯溶液：将间苯二胺、三乙胺和十二烷基硫酸钠溶解于水中，得到间苯二胺水溶液；所述的间苯二胺水溶液中间苯二胺的质量分数为2％～6％，三乙胺的质量分数为0.5％～5％，十二烷基硫酸钠的质量分数为0.05％～0.5％；将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，得到均苯三甲酰氯溶液；所述的均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯的质量百分比为0.1％～0.5％；四、热处理制备复合正渗透膜：将步骤二得到的聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜放在步骤三得到的间苯二胺水溶液中浸泡1min～5min，取出后垂直沥干或者用氮气吹干，然后浸入步骤三得到的均苯三甲酰氯溶液中30秒～90秒，取出后在温度为60℃～120℃的条件下热处理3min～10min，得到聚砜‑嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜。...

【技术特征摘要】
1.一种聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法，其特征在于聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混/聚酰胺复合正渗透膜的制备方法是按以下步骤进行的：一、制备聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液：将嵌段磺化聚芳香醚、聚砜、添加剂和溶剂在温度为30℃～90℃的条件下搅拌混合12h～24h，而后静置脱泡24h～30h，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液；所述的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液中嵌段磺化聚芳香醚的质量分数为1％～20％，聚砜的质量分数为7％～20％，添加剂的质量分数为2％～20％；所述的溶剂为二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合物；所述的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、氯化锂、氯化锌、乙醇和二甘醇中的一种或几种的混合物；二、制备聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜：用刮刀将步骤一得到的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混铸膜液在玻璃板上均匀的延展至厚度为100μm，然后浸入去离子水中，浸泡10min～50min沉浸凝胶成膜，再放在去离子水中浸泡12h～14h，得到聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混超滤基膜；三、制备间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯溶液：将间苯二胺、三乙胺和十二烷基硫酸钠溶解于水中，得到间苯二胺水溶液；所述的间苯二胺水溶液中间苯二胺的质量分数为2％～6％，三乙胺的质量分数为0.5％～5％，十二烷基硫酸钠的质量分数为0.05％～0.5％；将均苯三甲酰氯溶解于正己烷中，得到均苯三甲酰氯溶液；所述的均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯的质量百分比为0.1％～0.5％；四、热处理制备复合正渗透膜：将步骤二得到的聚砜-嵌段磺化聚芳香醚共混...

【专利技术属性】
技术研发人员：田家宇，张新玉，高珊珊，崔福义，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23