一种复合反渗透膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种复合反渗透膜的制备方法，包括：在设置于基底上的支撑层上依次涂覆多元胺水溶液、含有水通道蛋白的囊泡溶液和多元酰氯的有机溶液，进行界面聚合反应后，再进行后处理得到复合反渗透膜。本申请将含有水通道蛋白的囊泡溶液涂覆在吸附有多元胺的高分子多孔支撑层上，与含有多元酰氯的有机溶液界面聚合，得到复合反渗透膜。实验结果表明，本发明专利技术制备的复合反渗透膜在25℃，5bar压力，500ppm氯化钠pH＝6.5水溶液的测试条件下，水通量在15LMH/bar(45GFD)以上，脱盐率达到99.3％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理
，尤其涉及一种复合反渗透膜及其制备方法。
技术介绍
膜分离技术是当前水处理行业中发展最迅速的新型技术。反渗透膜作为过滤精度最高的水处理膜，具有高脱盐率的特点，被广泛应用在净水、污水回用、苦咸水淡化以及海水淡化中。目前绝大多数反渗透膜，尤其是商业化的反渗透膜一般是多元胺和多元酰氯通过界面聚合的方法制备而得。1981年美国FilmTec.公司发表了专利US4277344，其公布了采用间苯二胺和均苯三甲酰氯通过界面聚合制备了具有较高水通量和脱盐率的复合反渗透膜。为了提高复合反渗透膜的性能，研究者进行了大量的研究，例如：申请号为200810302073.0的中国专利公开了一种复合反渗透膜；该专利技术通过在现有的反渗透膜的聚砜支撑层上采用多元胺与均苯三甲酰氯和联苯四甲酰氯混合的有机溶液经界面聚合得到具有三维交联结构的聚酰胺脱盐层，得到了复合反渗透膜，其具有更好的致密性和更强的刚性，从而提高了膜的脱盐率和耐压密性。申请号为201410035927.9的中国专利公开了一种低压高通量反渗透膜的制备方法，该专利技术在水相单体溶液中添加一定比例的添加剂，添加剂的种类是羟基吡啶类衍生物或羟基吗啉类衍生物，通过界面聚合制备的复合反渗透膜具有较高的水通量，对脱盐率不会造成明显降低。申请号为201410736580.0的中国专利公开了一种超低压高通量反渗透膜的制备方法，该专利技术通过在油相溶液中添加脂类及酮类衍生物，使得脂类物质首先与油相中多元酰氯产生络合反应，大大增加了多元酰氯的反应活性，酮类物质则改变了水相及油相间的溶解差异，增加了多元胺向有机相的扩散能力，增大了界面聚合的反应界面，从而增加了膜片的水通量。上述传统的界面聚合制备反渗透的方法在提高水通量方面主要是通过加入一些添加剂来实现，但是对水通量的提升有限。如果采用氧化处理的方法，虽然可以一定程度提升膜的水通量，但是由于破坏了聚酰胺脱盐层的交联程度，长期来看存在很大的风险，而导致聚酰胺脱盐层降解，从而导致脱盐率大幅度下降。随着水通道蛋白(AQP)技术的日益发展，仿生膜技术有了进一步提高。将水通道蛋白技术和传统方法制备复合反渗透膜的技术未见报道，由此本申请提供了一种反渗透膜及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供了一种复合反渗透膜的制备方法，本申请制备的复合反渗透膜具有较高的水通量与脱盐率。有鉴于此，本申请提供的复合反渗透膜的制备方法，包括：在设置于基底上的支撑层上依次涂覆多元胺水溶液、含有水通道蛋白的囊泡溶液和多元酰氯的有机溶液，进行界面聚合反应后，再进行后处理得到复合反渗透膜。优选的，在设置于基底上的支撑层涂覆多元胺水溶液的过程具体为：配制多元胺水溶液与十二烷基磺酸钠溶液，得到混合溶液；采用NaOH调节所述混合溶液的pH至碱性，得到水相溶液。优选的，所述支撑层选自聚砜、磺化聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈或聚偏氟乙烯中的一种或多种。优选的，所述含有水通道蛋白的囊泡溶液的浓度为0.01mg/ml～10mg/ml。优选的，所述水通道蛋白与所述囊泡的摩尔比为1：(10～1000)。优选的，所述含有多元胺的水溶液的浓度为0.2wt％～25.0wt％，所述含有多元酰氯的有机溶液的浓度为0.01wt％～5.0wt％；所述多元胺选自氨基官能团数2～4个的脂肪族、脂环族和芳香族胺中的一种或多种，优选选自哌嗪、2-甲基哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、4-氨基甲基哌嗪、2,5-二乙基哌嗪、对苯二胺、间苯二胺、均苯三胺、二氨基甲苯、乙二胺、丙二胺、苯二甲基二胺、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷中的一种或者多种；多元酰氯选自对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯三磺酰氯、丙三酰氯、丁三酰氯、戊三酰氯、戊二酰氯、己二酰氯、马来二酰氯、环丙烷三酰氯、环丁烷三酰氯、环丁烷四酰氯、环戊烷二酰氯、环戊烷三酰氯、环戊烷四酰氯、环己烷二酰氯、环己烷三酰氯和环己烷四酰氯中的一种或者多种。优选的，所述后处理具体为：将得到的反渗透膜晾干后，再在80～100℃热水中洗涤，然后在甘油溶液中浸泡，最后进行烘干。本申请还提供了一种复合反渗透膜，包括依次叠加设置的基底、支撑层与脱盐层，其特征在于，所述脱盐层由依次涂覆在支撑层上的多元胺水溶液、含有水通道蛋白的囊泡溶液和多元酰氯的有机溶液发生界面聚合反应，并进行后处理后得到。优选的，所述水通道蛋白与所述囊泡的摩尔比为1：(10～1000)。优选的，所述含有水通道蛋白的囊泡溶液的浓度为0.01mg/ml～10mg/ml。本申请提供了一种复合反渗透膜的制备方法，其首先在支撑层上涂覆含有多元胺的水溶液，使多元胺的水溶液充满支撑层的多孔结构，再在含有多元胺溶液的支撑层上涂覆含有水通道蛋白的囊泡溶液，以使囊泡在支撑层表面而不在支撑层内部，最后在支撑层上涂覆含有多元酰氯的有机溶液，使多元胺与多元酰氯发生界面聚合，并且溶液的扩散方向是从含有多元胺的一侧向多元酰氯的一侧扩散，从而形成脱盐层，最后保证了含有水通道蛋白的囊泡存在于脱盐层而非支撑层。由于本申请制备的复合反渗透膜的脱盐层内嵌有含有水通道蛋白的囊泡，使复合反渗透膜在具有较高脱盐率的基础上水通量也得到大幅度提升。附图说明图1为对比例与蛋白与囊泡比例关系的水通量和脱盐率曲线图；图2为对比例与囊泡浓度的水通量和脱盐率的曲线图；图3为实施例1制备的复合反渗透膜的表面和断面扫描电镜照片；图4为对比例2制备的复合反渗透膜的表面和断面扫描电镜照片。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种复合反渗透膜的制备方法，包括：在设置于基底上的支撑层上依次涂覆多元胺水溶液、含有水通道蛋白的囊泡溶液和多元酰氯的有机溶液，进行界面聚合反应后，再进行后处理得到复合反渗透膜。本申请提供了一种制备复合反渗透膜的方法，其在支撑层上涂覆含有多元胺的水溶液，然后再在上面涂覆一层含有水通道蛋白的囊泡溶液，最后与含有多元酰氯的有机溶液发生界面聚合，形成内嵌有水通道蛋白的囊泡的脱盐层，从而提高复合反渗透膜的水通量与脱盐率。在制备复合反渗透膜的过程中，首先在支撑层上涂覆含有多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合反渗透膜的制备方法，包括：在设置于基底上的支撑层上依次涂覆多元胺水溶液、含有水通道蛋白的囊泡溶液和多元酰氯的有机溶液，进行界面聚合反应后，再进行后处理得到复合反渗透膜。

【技术特征摘要】
1.一种复合反渗透膜的制备方法，包括：
在设置于基底上的支撑层上依次涂覆多元胺水溶液、含有水通道
蛋白的囊泡溶液和多元酰氯的有机溶液，进行界面聚合反应后，再进
行后处理得到复合反渗透膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在设置于基
底上的支撑层涂覆多元胺水溶液的过程具体为：
配制多元胺水溶液与十二烷基磺酸钠溶液，得到混合溶液；
采用NaOH调节所述混合溶液的pH至碱性，得到水相溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述支撑层
选自聚砜、磺化聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈或聚偏氟乙烯中的一种或多
种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有水
通道蛋白的囊泡溶液的浓度为0.01mg/ml～10mg/ml。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水通道
蛋白与所述囊泡的摩尔比为1：(10～1000)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有多
元胺的水溶液的浓度为0.2wt％～25.0wt％，所述含有多元酰氯的有机溶
液的浓度为0.01wt％～5.0wt％；所述多元胺选自氨基官能团数2～4个的
脂肪族、脂环族和芳香族胺中的一种或多种，优选选自哌嗪、2-甲基
哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、4-氨基甲基哌...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，邹昊，梁剑，邹宗喜，闫成云，史继岩，刘莎莎，
申请(专利权)人：博通分离膜技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11