反渗透膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及分离膜领域，公开了一种反渗透膜、该反渗透膜的制备方法以及该反渗透膜在水处理过程中的应用。该反渗透膜包括支撑层和聚酰胺分离层，其中，聚酰胺分离层的一个表面与支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得多元酚类化合物与聚酰胺发生交联。本发明专利技术提供的反渗透膜，通过多元酚类化合物与聚酰胺分离层中残留氨基反应，提高了聚酰胺表面的交联密度，从而显著提高膜的截盐率。

Reverse osmosis membranes and their preparation methods and Applications

The invention relates to the field of separation membranes, and discloses a reverse osmosis membrane, a preparation method of the reverse osmosis membrane and the application of the reverse osmosis membrane in water treatment process. The reverse osmosis membrane consists of a support layer and a polyamide separation layer, in which one surface of the polyamide separation layer adheres to the support layer, and the other surface is modified by polyphenols, which makes the polyphenols cross-linked with polyamide. The reverse osmosis membrane provided by the invention improves the cross-linking density of the surface of polyamide by reacting polyphenols with residual amino groups in the polyamide separation layer, thereby significantly improving the salt interception rate of the membrane.

【技术实现步骤摘要】
反渗透膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及分离膜领域，具体涉及一种反渗透膜、该反渗透膜的制备方法以及该反渗透膜在水处理过程中的应用。
技术介绍
膜分离技术是在20世纪初出现，并在20世纪60年代后迅速崛起的一种分离新技术。由于膜分离技术既具有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又具有高效、节能、环保、分子级过滤、过滤过程简单、易于控制等特性，被广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，并产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。膜分离技术的核心就是分离膜。根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜。其中，反渗透膜又因具有对有机小分子和无机盐离子具有分离性能良好、安全、环保、易操作等优点而成为水处理领域的关键技术之一。迄今为止，反渗透膜主要应用在于海水及苦咸水淡化、硬水软化、中水回收、工业废水处理以及超纯水制备等领域。随着工业的迅速发展，对反渗透膜的要求也越来越高。针对不同的应用领域，研究者们相继开发出耐污染、耐氯、耐溶剂和耐酸碱型反渗透膜产品。此外，为了在水处理过程中达到降低压力、提高截盐效率、节约能源的效果，需要开发出一种具有高透水性和高截盐性的反渗透膜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有优异截盐率及透水性的反渗透膜及其制备方法和该反渗透膜在水处理过程中的应用。本专利技术的专利技术人经过深入研究发现，通过多元酚类化合物与聚酰胺分离层中残留氨基反应，能够提高聚酰胺表面的交联密度，从而显著提高膜的截盐率，并且还具有优异的透水性，由此完成了本专利技术。即，本专利技术一方面提供了一种反渗透膜，该反渗透膜包括支撑层和聚酰胺分离层，其中，所述聚酰胺分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联。本专利技术还提供了一种反渗透膜的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在支撑层的一个表面上形成聚酰胺分离层，得到复合膜；(2)将步骤(1)得到的复合膜与多元酚类化合物接触，使所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联反应。本专利技术还提供了由上述方法制备得到的反渗透膜。此外，本专利技术还提供了所述反渗透膜在水处理过程中的应用。根据本专利技术的反渗透膜，由于通过多元酚类化合物与聚酰胺分离层中残留氨基反应，能够提高聚酰胺表面的交联密度，从而显著提高膜的截盐率，并且，本专利技术的反渗透膜还具有优异的透水性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种反渗透膜，该反渗透膜包括支撑层和聚酰胺分离层，其中，所述聚酰胺分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联。在本专利技术中，通过将多元酚类化合物交联到聚酰胺分离层表面，提高了聚酰胺表面的交联密度，从而提高了膜的截盐率。在本专利技术中，作为本专利技术的反渗透膜的截盐率为99％以上，更优选为99.2％以上，更优选为99.3％以上，进一步优选为99.5％以上。另外，在满足上述截盐率的情况下，所述反渗透膜的水通量优选为40L/m2h以上，更优选为45L/m2h以上，优选为60L/m2h以下，更优选为50L/m2h以下。作为反渗透膜的水通量具体可以举出：40L/m2h、41L/m2h、42L/m2h、43L/m2h、44L/m2h、45L/m2h、46L/m2h、47L/m2h、48L/m2h、49L/m2h、50L/m2h、55L/m2h、58L/m2h或60L/m2h等。在本专利技术中，为了使得到的反渗透膜能够具有更高的水通量和截盐率，优选所述聚酰胺分离层经过多元酚类化合物表面改性后表面上形成有0.005-0.5μm厚的表面改性膜，更优选形成有0.05-0.1μm厚的表面改性膜，进一步优选形成有0.05-0.08μm厚的表面改性膜。作为表面改性膜的厚度具体可以举出：0.005μm、0.01μm、0.02μm、0.03μm、0.04μm、0.05μm、0.06μm、0.07μm、0.08μm、0.09μm、0.1μm、0.2μm、0.03μm或0.5μm等。在本专利技术中，所述聚酰胺分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联。作为所述多元酚类化合物只要能够对聚酰胺分离层的表面进行改性，使得所述多元酚类化合物与聚酰胺分离层中的残留氨基发生反应即可。所述多元酚类化合物具有2个或2个以上的酚羟基，优选为具有3个以上的酚羟基。作为这样的多元酚类化合物，例如可以为单宁酸、茶多酚、苹果多酚、葡萄多酚、圣草酚、柚苷配基、表儿茶素、木樨草素、芹菜配基、堪非醇、杨梅黄素和染料木素中的一种或多种。优选地，所述多元酚类化合物为单宁酸、茶多酚、苹果多酚圣草酚、柚苷配基和葡萄多酚中的一种或多种。根据本专利技术，所述聚酰胺分离层为具有交联的聚酰胺结构且形成在支撑层表面与支撑层贴合的聚酰胺薄膜。作为所述聚酰胺分离层的厚度可以在较大范围内变动，为了与所述支撑层和后续经过多元酚类化合物改性后形成的表面改性膜之间能够更好的协同配合，使得到的反渗透膜能够具有更高的水通量和截盐率，优选所述聚酰胺分离层的厚度为0.01-0.5μm，更优选为0.02-0.3μm，进一步优选为0.05-0.3μm。作为聚酰胺分离层的厚度具体可以举出：0.01μm、0.02μm、0.03μm、0.04μm、0.05μm、0.06μm、0.07μm、0.08μm、0.09μm、0.10μm、0.15μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm或0.5μm等。作为上述本专利技术的聚酰胺分离层，优选通过将所述多元胺与所述多元酰氯进行界面聚合得到。在本专利技术中，术语“界面聚合”是指：在两种互不相溶，分别溶解有两种单体的溶液的界面上(或界面有机相一侧)进行的聚合反应。在本专利技术中，对所述多元胺的种类没有特别的限定，可以为本领域常规的选择，例如可以为间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、哌嗪和均苯三胺中的一种或多种；优选为间苯二胺。在界面聚合中，优选所述多元胺以溶液形式使用，作为溶解所述多元胺的溶剂，可以为与后述溶解多元酰氯的溶剂不相容、且对所述多元胺惰性的溶剂。例如，可以为水、甲醇和乙腈中的一种或多种；优选为水。另外，对于所述多元胺溶液中多元胺的浓度没有特别的限定，可以为本领域的常规选择。例如，所述多元胺溶液中多元胺的浓度可以为0.5-10重量％，优选为1-5重量％。所述多元胺溶液中多元胺的浓度具体可以为0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％等。在本专利技术中，对于所述多元酰氯的种类也没有特别的限定，可以为本领域通常用于制备聚酰胺所使用的酰氯化合物。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反渗透膜，该反渗透膜包括支撑层和聚酰胺分离层，其特征在于，所述聚酰胺分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联。

【技术特征摘要】
1.一种反渗透膜，该反渗透膜包括支撑层和聚酰胺分离层，其特征在于，所述聚酰胺分离层的一个表面与所述支撑层贴合，另一个表面经过多元酚类化合物表面改性，使得所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联。2.根据权利要求1所述的反渗透膜，其中，所述反渗透膜的水通量为40L/m2h以上，截盐率为99％以上。3.根据权利要求1或2所述的反渗透膜，其中，所述聚酰胺分离层经过表面改性后表面上形成有0.005-0.5μm厚的表面改性膜，优选形成有0.05-0.1μm厚的表面改性膜，更优选形成有0.05-0.08μm厚的表面改性膜。4.根据权利要求1或2所述的反渗透膜，其中，所述多元酚类化合物为单宁酸、茶多酚、苹果多酚、葡萄多酚、圣草酚、柚苷配基、表儿茶素、木樨草素、芹菜配基、堪非醇、杨梅黄素和染料木素中的一种或多种。5.根据权利要求1或2所述的反渗透膜，其中，所述聚酰胺分离层通过将多元胺与多元酰氯进行界面聚合得到；所述多元胺与所述多元酰氯的质量浓度比为1-100：1，优选为5-50：1；优选地，所述多元胺为间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、哌嗪和均苯三胺中的一种或多种；所述多元酰氯为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯和对苯二甲酰氯中的一种或多种。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的反渗透膜，其中，所述支撑层由聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、酚酞型非磺化聚芳醚砜、聚醚砜和聚砜中的一种或多种制成。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的反渗透膜，其中，所述支撑层的厚度为90-150μm，优选为100-120μm；所述聚酰胺分离层的厚度为0.01-0.5μm，优选为0.05-0.3μm。8.一种反渗透膜的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在支撑层的一个表面上形成聚酰胺分离层，得到复合膜；(2)将步骤(1)得到的复合膜与多元酚类化合物接触，使所述多元酚类化合物与聚酰胺发生交联反应。9.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤(2)的实施过程包括：将步骤(1)得到的复合膜浸渍于含有多元酚类化合物的溶液中，取出后预压处理。10.根据权利要求8或9所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨，刘轶群，潘国元，严昊，徐健，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11