一种低电荷反渗透复合膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种低电荷反渗透复合膜及其制备方法，该低电荷反渗透复合膜由无纺布、聚砜支撑层、低电荷聚酰胺分离层组成。本发明专利技术利用芳香聚酰胺反渗透膜形成初期在膜表面残留的酰氯基团，与含活性基团的大分子进行反应，从而以化学键的形式在芳香聚酰胺反渗透复合膜表面引入低电荷保护层。本发明专利技术的优点是既实现了聚酰胺分离层与保护层的化学键连接，达到永久性保护芳香聚酰胺反渗透复合膜的目的，又不影响界面聚合过程，保证芳香聚酰胺反渗透复合膜的高脱盐率。本发明专利技术的低电荷反渗透复合膜具有广阔的用途，而且制备方法简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，具体涉及一种低电荷反渗透复合膜的制备方法。
技术介绍
自从20世纪50年代，Reid用6μm厚的均质醋酸纤维制成反渗透膜后，反渗透膜分离技术已被广泛应用于海水苦咸水淡化、纯水超纯水制备、饮用水净化、中水回用等领域。其中，由间苯二胺、均苯三甲酰氯通过界面聚合制备而成的芳香聚酰胺反渗透复合膜具有高脱盐、大通量等优点，已成为反渗透领域的主流产品。但在实际使用过程中，包括无机物结垢、生物污染、胶体污染在内的膜污染，已严重制约芳香聚酰胺反渗透复合膜的进一步应用。相关研究表明，大部分的污染物是通过静电作用或疏水作用而吸附沉积至膜表面。因此制备一种低电荷、高亲水的反渗透复合膜对提高其抗污染性能具有十分重要的意义。目前，常见的聚酰胺功能层表面改性技术主要为，在现有反渗透复合膜表面物理涂覆或化学交联聚乙烯醇大分子，形成水合层保护反渗透膜不受污染，如CN1213985、CN101130444等，但由于聚酰胺分离层与表面沉积的聚乙烯醇保护层结合力较弱，容易在实际运行过程中发生脱落，从而失去抗污染性能甚至基本的分离性能。为提高抗污染层与反渗透复合膜的结合力，专利CN102228809、CN102553458等利用环氧基团在高温下能与聚酰胺层中活性基团反应的特点，将抗污染层、聚酰胺分离层以化学键的形式相连，从而有效改善抗污染层粘结力弱的问题，但该方法需要将制备完成的芳香聚酰胺反渗透复合膜再次进行高温热处理，容易影响聚酰胺分离层或聚砜支撑层的微观结构或物化性质，降低反渗透复合膜的分离性能，如渗透通量减小或无机盐截留率下降等。此外，专利CN102921315则在含多官能团胺的水相溶液中引入聚乙烯醇分子，与多元酰氯进行反应形成聚酰胺脱盐层后再进行化学交联，使聚酰胺脱盐层与聚乙烯醇交联涂层通过化学键结合在一起，提高聚乙烯醇涂层的附着力，但由于聚乙烯醇为高分子功能材料，会影响多元胺与多元酰氯进行界面聚合，形成较为疏松的聚酰胺脱盐层，最终限制反渗透复合膜对高盐度溶液的截留能力。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种低电荷反渗透复合膜及其制备方法，在现有常规界面聚合制备芳香聚酰胺反渗透复合膜的基础上，利用芳香聚酰胺分子形成初期残留的酰氯基团，与含活性基团的大分子进行反应，从而在不影响多元胺与多元酰氯界面聚合的前提下，以化学键的形式在聚酰胺分子表面引入弱电性大分子，与原有的聚酰胺分子一起形成低电荷聚酰胺分离层，既保证了聚酰胺层的高脱盐层功能，又实现永久性保护芳香聚酰胺反渗透复合膜的目的。本专利技术的低电荷反渗透复合膜的制备方法，包括无纺布、聚砜支撑层、低电荷聚酰胺分离层，所述的低电荷聚酰胺分离层是由无纺布和聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜依次与含间苯二胺的水相溶液、含均苯三甲酰氯的有机相溶液、含弱电性大分子的水溶液接触，并进行热处理而制得。本专利技术的低电荷反渗透复合膜的制备方法，所述弱电性大分子是含氨基、羟基中的一种或两种官能团的水溶性大分子。本专利技术的低电荷反渗透复合膜的制备方法中所述的弱电性大分子是聚乙烯醇、聚乙二醇、或聚乙烯亚胺中的一种或几种的混合物。本专利技术的低电荷反渗透复合膜的制备方法中所述弱电性大分子水溶液的质量浓度为0.001％～1.0％。作为更佳选择，弱电性大分子水溶液的质量浓度为0.1％。本专利技术的低电荷反渗透复合膜，所述的热处理温度为50℃～100℃。作为最佳温度温度选择，热处理温度为80℃时的数据结果最好。有益效果：与现有技术相比：本专利技术利用芳香聚酰胺反渗透膜形成初期在膜表面残留的酰氯基团，与含活性基团的大分子进行反应，从而以化学键的形式在芳香聚酰胺反渗透复合膜表面引入弱电性大分子。一方面，实现聚酰胺分离层与保护层的化学键连接，有效解决聚酰胺分离层与保护层之间粘结力弱的问题，保证其在实际使用过程中的稳定性，达到永久性保护芳香聚酰胺反渗透复合膜的目的；另一方面，在不影响多元胺与多元酰氯界面聚合形成分离层的前提下，不增加额外的热处理，实现界面聚合热处理与表面功能层热处理的同步进行，有利于保证芳香聚酰胺反渗透复合膜的高脱盐率及易制备性。具体实施方式下面对本专利技术的实施作具体说明；比较例1按常规方法制备包含无纺布层、聚砜支撑层及聚酰胺层的复合反渗透膜。首先将由无纺布、聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜浸入含2.0wt％间苯二胺的水相溶液中，用橡胶辊去除表面多余的溶液后将该聚砜微孔膜与含0.2wt％均苯三甲酰氯的有机相溶液接触1分钟，并在80℃的烘箱中热处理10分钟，获得聚酰胺反渗透复合膜。测定膜表面水接触角及Zeta电位(pH＝7.0)，然后在压力为225PSI、温度为25℃、pH值为6.5～7.5、进料为2000mg/l氯化钠水溶液的条件下，测试复合反渗透膜的初始脱盐率及水通量，所得结果见表1。实施例1：首先将由无纺布、聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜浸入含2.0wt％间苯二胺的水相溶液中，用橡胶辊去除表面多余的溶液后将该聚砜微孔膜与含0.2wt％均苯三甲酰氯的有机相溶液接触1分钟，用橡胶辊去除表面多余的溶液后再次与含0.1wt％聚乙烯醇的水溶液接触1分钟，并在80℃的烘箱中热处理10分钟，获得低电荷聚酰胺反渗透复合膜。测定膜表面水接触角及Zeta电位(pH＝7.0)，然后在压力为225PSI、温度为25℃、pH值为6.5～7.5、进料为2000mg/l氯化钠水溶液的条件下，测试复合反渗透膜的初始脱盐率及水通量，所得结果见表1。实施例2：首先将由无纺布、聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜浸入含2.0wt％间苯二胺的水相溶液中，用橡胶辊去除表面多余的溶液后将该聚砜微孔膜与含0.2wt％均苯三甲酰氯的有机相溶液接触1分钟，用橡胶辊去除表面多余的溶液后再次与含0.5wt％聚乙烯醇的水溶液接触1分钟，并在80℃的烘箱中热处理10分钟，获得低电荷聚酰胺反渗透复合膜。测定膜表面水接触角及Zeta电位(pH＝7.0)，然后在压力为225PSI、温度为25℃、pH值为6.5～7.5、进料为2000mg/l氯化钠水溶液的条件下，测试复合反渗透膜的初始脱盐率及水通量，所得结果见表1。实施例3：首先将由无纺布、聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜浸入含2.0wt％间苯二胺的水相溶液中，用橡胶辊去除表面多余的溶液后将该聚砜微孔膜与含0.2wt％均苯三甲酰氯的有机相溶液接触1分钟，用橡胶辊去除表面多余的溶液后再次与含0.1wt％聚乙二醇的水溶液接触1分钟，并在80℃的烘箱中热处理10分钟，获得低电荷聚酰胺反渗透复合膜。测定膜表面水接触角及Zeta电位(pH＝7.0)，然后在压力为225PSI、温度为25℃、pH值为6.5～7.5、进料为2000mg/l氯化钠水溶液的条件下，测试复合反渗透膜的初始脱盐率及水通量，所得结果见表1。实施例4：首先将由无纺布、聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜浸入含2.0wt％间苯二胺的水相溶液中，用橡胶辊去除表面多余的溶液后将该聚砜微孔膜与含0.2wt％均苯三甲酰氯的有机相溶液接触1分钟，用橡胶辊去除表面多余的溶液后再次与含0.1wt％聚乙烯亚胺的水溶液接触1分钟，并在80℃的烘箱中热处理10分钟，获得低电荷聚酰胺反渗透复合膜。测定膜表面水接触角及Zeta电位(pH＝7.0)，然后在压力为225PSI、温度为25℃、pH值为6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低电荷反渗透复合膜的制备方法，包括无纺布、聚砜支撑层、低电荷聚酰胺分离层，其特征在于：所述的低电荷聚酰胺分离层，是由无纺布和聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜依次与含间苯二胺的水相溶液、含均苯三甲酰氯的有机相溶液、含弱电性大分子的水溶液接触，并置于50～100℃的烘箱中热处理而得。

【技术特征摘要】
1.一种低电荷反渗透复合膜的制备方法，包括无纺布、聚砜支撑层、低电荷聚酰胺分离层，其特征在于：所述的低电荷聚酰胺分离层，是由无纺布和聚砜支撑层组成的聚砜微孔膜依次与含间苯二胺的水相溶液、含均苯三甲酰氯的有机相溶液、含弱电性大分子的水溶液接触，并置于50～100℃的烘箱中热处理而得。2.根据权利要求1所述的低电荷反渗透复合膜的制备方法，其特征在于：所述的弱电性大分子是含氨基、羟基中的一种或两种官...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞三传，徐寒姣，吕振华，刘梅红，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33