本发明专利技术涉及反渗透膜技术领域，尤其是一种纳米结构高通量海水淡化反渗透膜及其制备方法，通过聚合物支撑层的制备和天然纳米晶体接触以及制备脱盐层或聚合物支撑层的制备和制备脱盐层等步骤，调整纳米结构高通量海水淡化反渗透膜制备过程中的工艺参数，以及聚合物支撑层与天然纳米晶体进行结合，再与活性油相单体在活性亲水性稳定剂存在的条件下，能够准确定向的形成高通量的脱盐层，进而提高了海水淡化反渗透膜的水通量，降低了应用过程中的能耗，具有显著的环保价值；并且对原料物质的用量以及加入顺序进行控制，使得纳米结构高通量海水淡化反渗透膜的制作成本低廉，具有显著的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及反渗透膜
，尤其是一种纳米结构高通量海水淡化反渗透膜及 其制备方法。
技术介绍
传统的海水淡化用反渗透膜均是采用溶质与溶剂向混合，并溶解分散均匀后，再 向其中加入聚合物采用，再将聚合物材料置于处理剂中处理，进而在表面形成一层脱盐层， 但对脱盐层的具体处理以及如何调整较优，才能够增大其通量，或者增大通量之后，如何改 善渗透水的质量，降低应用过程的能耗技术问题一直没有得到解决；进而使得在现有技术 中的反渗透膜，有的具有高脱盐率、但其通量较低，导致能耗较大；有的具有高通量，但其脱 盐率较低，导致渗透水质量较差，进而使得反渗透膜在高通量与脱盐率上形成一个矛盾的 问题，但是这两个矛盾的技术效果是存在一个较优的平衡点，即既能够确保脱盐率较高的 同时，反渗透膜的通透量也较大，进而降低反渗透膜应用的能耗。 为此，本研究人员从此角度入手，对制备反渗透膜聚合物支撑层进行处理，并将制 得的聚合物支撑层再进一步的进行处理，使得其表面形成的脱盐层即具有高通量，又具有 高脱盐率的技术效果，进而降低反渗透膜应用过程中的能耗，延长反渗透膜的使用寿命，为 海水淡化用反渗透膜
提供了 一种新思路。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种纳米结构高通量海水 淡化反渗透膜，其具有解决现有技术中的反渗透膜因通量低而导致的系统能耗高的技术 问题的特征。 同时，本专利技术还提供一种纳米结构高通量海水淡化反渗透膜的制备方法，其具有 通过制备工艺步骤中，不同的原料添加和原料处理步骤，使得聚合物支撑层得到较优的处 理，提高天然纳米晶体与活性油相单体在活性亲水稳定剂的存在下，在聚合物支撑层上进 行交联聚合反应的效果，进而改善反渗透膜的质量、降低制作成本，改善性能的特征。 具体是通过以下技术方案得以实现的： -种纳米结构高通量海水淡化反渗透膜，反渗透膜位于聚合物支撑层上的脱盐层 是由天然纳米晶体与活性油相单体，在活性亲水稳定剂的存在下，通过界面聚合反应形成 的交联纳米晶体网络结构。 所述的天然纳米晶体为纤维素纳米晶体和甲壳素纳米晶体中的任一种或者两种 的组合，两种组合时，其配比为1:1。 所述的天然纳米晶体的活性功能基为羟基、氨基、异氰酸根中的一种或几种的组 合，其中羟基与氨基组合时，其配比为1:2,羟基与异氰酸根组合时，其配比为1:1，氨基与 异氰酸根组合时，其配比为1:1. 1。 所述的天然纳米晶体的粒径为5-300nm。优选为5-200nm，再优选为5-100nm，更优 选为5-50nm，较优选为10-100nm，再较优选为15-50nm。 所述的活性油相单体为邻苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、联苯二甲 酰、均苯三甲酰氯、苯二磺酰氯、丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、戊二酰氯、环己烷二酰氯、 环己烷三酰氯、环己烷四酰氯、四氢呋喃二酰氯、四氢呋喃四酰氯、环丙烷三酰氯、环丁烷二 酰氯、环丁烷四酰氯、环戊烷二酰氯、乙二醛、戊二醛、丁二醛、马来酸酐、苹果酸、水杨酸、 对苯二甲酸中的一种或者两种混合物，其中为两种组合时的配比为1:1。 所述的活性亲水稳定剂为聚乙二醇，浓度为0. 1~5wt%。优选为l-2wt%，更优 选为 1. 5wt%。 所述的油相单体的浓度为0. 005~3wt %。优选为0. 009_2wt %，更优选为 0. 028-lwt%。 所述的天然纳米晶体，当采用聚合物支撑层浸入方式引入时，其在水相中的浓度 为5~50wt %，优选为20-40wt %，更优选为30wt %;当采用聚合物支撑层共混引入方式时， 其在聚合物支撑层中的浓度占比为10~50wt%，优选为为20-40wt%，更优选为30wt% ; 当采用聚合物支撑层涂布方式引入时，其浓度为5~70wt%，优选为15-50wt%，更优选为 30wt %。 该纳米结构高通量海水淡化反渗透膜的制备方法，，包括以下步骤（1)和（3)或步 骤（1)、（2)和（3): (1)聚合物支撑层的制备：将聚乙烯吡咯烷酮与DMF按照质量比为1 : (24-26)进 行混合分散，并采用搅拌速度为60-90r/min搅拌处理，使得聚乙烯吡咯烷酮在DMF溶液中 分散均匀，再维持搅拌速度，再向其中加入0-2倍聚乙烯吡咯烷酮的天然纳米晶体，搅拌处 理30-50min后，再向其中加入聚合物，使得聚合物在溶液中的浓度为19wt%，获得聚合物 溶液；再将聚合物溶液在-(80-81) kpa下进行真空脱泡处理后过滤，获取无泡无杂质溶液； 再将无泡无杂质溶液涂布无纺布基材上，再将其置于去离子水中，调整温度为28-31°C，处 理170-190S后，获得聚合物支撑层； (2)天然纳米晶体接触：将步骤1)制备好的聚合物支撑层与含天然纳米晶体悬浮 液中浸90-llOs后，取出去除膜表面残留的水溶液待用； (3)制备脱盐层：将步骤1)或步骤3)处理完成的聚合物支撑层置于活性油相单 体与活性亲水稳定剂组成的活性溶液中反应60-120S后，取出除去表面残留的环己烷溶 液，即可制得纳米结构高通量海水淡化反渗透膜。 所述的聚合物由聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺和聚偏氟乙烯中的一种或几种组成，几种 组合时，聚砜的浓度为0-19wt%。 与现有技术相比，本专利技术的技术效果体现在： ①通过天然纳米晶体与活性油相单体，在活性亲水稳定剂的存在下，通过界面聚 合反应形成的交联纳米晶体网络结构，进而改善了反渗透膜的通量性能，提高反渗透膜的 质量，降低了应用过程中的能耗。 ②通过聚合物支撑层的制备和天然纳米晶体接触以及制备脱盐层或聚合物支撑 层的制备和制备脱盐层等步骤，调整纳米结构高通量海水淡化反渗透膜制备过程中的工艺 参数，以及聚合物支撑层与天然纳米晶体进行结合，再与活性油相单体在活性亲水性稳定 剂存在的条件下，能够准确定向的形成高通量的脱盐层，进而提高了纳米结构高通量海水 淡化反渗透膜通量性能，降低了应用过程中的能耗，具有显著的环保价值。并且对原料物质 的用量以及加入顺序进行控制，使得纳米结构高通量海水淡化反渗透膜的制作成本低廉， 具有显著的经济效益。【具体实施方式】 下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的限定，但要求保护的 范围不仅局限于所作的描述。 实施例1 -种纳米结构高通量海水淡化反渗透膜的制备方法，，包括以下步骤： (1)聚合物支撑层的制备：将30g聚乙烯吡咯烷酮与780gDMF进行混合分散，并采 用搅拌速度为60r/min搅拌处理，使得聚乙烯吡咯烷酮在DMF溶液中分散均匀，再维持搅拌 速度，再向其中加入60g的天然纳米晶体，搅拌处理30min后，再向其中加入聚合物，使得聚 合物在溶液中的浓度为19wt %，获得聚合物溶液；再将聚合物溶液在-80kpa下进行真空脱 泡处理后过滤，获取无泡无杂质溶液；再将无泡无杂质溶液涂布无纺布基材上，再将其置于 去离子水中，调整温度为28°C，处理170s后，获得聚合物支撑层； (2)制备脱盐层：将步骤1)处理完成的聚合物支撑层置于活性油相单体与活性亲 水稳定剂组成的活性溶液中反应60s后，取出除去表面残留的环己烷溶液，即可制得纳米 结构高通量海水淡化反渗透膜。 天然纳米晶体为纤维素纳米晶体。 天然纳米晶体的活性功能基为羟基。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纳米结构高通量海水淡化反渗透膜，其特征在于，反渗透膜位于聚合物支撑层上的脱盐层是由天然纳米晶体与活性油相单体，在活性亲水稳定剂的存在下，通过界面聚合反应形成的交联纳米晶体网络结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁松苗，蔡志奇，吴宗策，金焱，
申请(专利权)人：贵阳时代沃顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52
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