一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，将支撑底层聚芳砜膜先经过溶有二元胺单体的水相，干燥后进入油相，油相中的溶剂为正己烷，油相中的溶质是含三元酰氯或三元异氰酸酯官能团的单体，经界面聚合后，进入洗涤槽，洗涤槽内部装有水，经洗涤后干燥，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，改性液中的溶质为环氧基团的季铵盐，改性液中的溶剂为水，对膜的表面进行含季铵盐改性，最后干燥得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。本发明专利技术的生产工艺流程简单，反应效率高。制备出的季铵盐改性聚酰胺反渗透膜具有高抗菌性、高水通量和高盐截留率，应用价值高。

【技术实现步骤摘要】
一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法
本专利技术涉及一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，属于反渗透膜功能化改性领域。
技术介绍
反渗透技术具有产水水质好、成本相对低等优点，是海水淡化、超纯水制备及工业废水回用处理的主流技术。反渗透技术已经得到了广泛的运用，但膜低抗菌性能仍旧是实际应用中亟待解决的重要问题之一，主要原因是海水、苦咸水等原水中含有大量微生物，易在膜表面吸附、生长、繁殖造成菌污染，直接影响膜性能，降低产水水质和水量，同时减小有效操作压力，增加运行成本。加氯预处理和膜清洗是目前主要的菌污染控制技术.活性氯消毒(HOCl、OCl-等)是预处理工艺中常用的技术，但进水中的余氯易攻击RO膜表面的酰胺基团，损害反渗透膜，同时氯气与有机物作用可能会产生消毒副产物，危害人体健康。此外，由于氯消毒预处理过程无法杀灭所有细菌，存活下来的菌可快速繁殖，导致膜菌污染再次发生。而频繁的膜清洗操作则会进一步损伤膜表面，缩短反渗透膜的使用寿命。据报道，中东地区70％的反渗透装置均存在菌污染问题，反渗透膜的平均寿命仅为3-4年，而用于预防和清除菌污染的费用占总操作费的30％以上。因此，开发新型抗菌反渗透膜具有重要的实际意义。中国专利：季铵盐接枝改性醋酸纤维素反渗透膜的制备方法，专利申请号：CN201710388292.4，提供一种季铵盐接枝改性醋酸纤维素反渗透膜的制备方法，该制备方法制得的反渗透膜表面接枝有季铵盐抗菌基团，接枝牢度高，抗菌性能佳。可见对反渗透膜表面进行季铵化改性能有效提高其抗菌性能。目前对聚酰胺反渗透膜的季铵盐改性来提高其抗菌性能研究较少。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，具体技术方案如下：一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，将支撑底层聚芳砜膜先经过溶有二元胺单体的水相，干燥后进入油相，油相中的溶剂为正己烷，油相中的溶质是含三元酰氯或三元异氰酸酯官能团的单体，经界面聚合后，进入洗涤槽，洗涤槽内部装有水，经洗涤后干燥，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，改性液中的溶质为环氧基团的季铵盐，改性液中的溶剂为水，对膜的表面进行含季铵盐改性，最后干燥得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。作为上述技术方案的改进，所述支撑底层为聚芳砜膜，聚芳砜膜的孔隙率为5-30nm。作为上述技术方案的改进，所述环氧基团的季铵盐是2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，改性液中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的浓度为1mol/L。作为上述技术方案的改进，所用的二元胺为乙二胺，水相中乙二胺的浓度是0.5～0.8mol/L。作为上述技术方案的改进，所述油相中的溶质是均苯三甲酰氯、三苯甲烷三异氰酸酯、L-赖氨酸三异氰酸酯中的一种，所述油相中溶质的浓度是0.3mol/L。作为上述技术方案的改进，所述水相中溶质与油相中溶质的摩尔比为(1.05-1.1):1。本专利技术的有益效果：本专利技术由于脂肪胺和环氧基团反应条件温和在水中反应，故生产工艺流程简单，反应效率高。制备出的季铵盐改性聚酰胺反渗透膜具有高抗菌性、高水通量和高盐截留率，应用价值高。附图说明图1为本专利技术所述季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备工艺流程图；图2为本专利技术实施例1～4和对比例中反渗透膜的红外性能测试图；图3为本专利技术实施例1中的反应方程式。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1将0.3mol均苯三甲酰氯溶于1000ml正己烷形成油相；0.5mol乙二胺溶于1000ml水，形成水相；1mol的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵溶于1000ml水中形成改性液；洗涤槽内部装有水。支撑底层聚芳砜膜以1米/分钟速度通过油相，在油相中停留3分钟，经干燥后，进入水相，停留3分钟，进入洗涤槽洗涤3分钟，经干燥箱干燥后，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，反应3分钟后，洗涤后进入干燥箱干燥后，得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。实施例2将0.3mol均苯三甲酰氯溶于1000ml正己烷形成油相；0.6mol乙二胺溶于1000ml水，形成水相；1mol的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵溶于1000ml水中形成改性液；洗涤槽内部装有水。支撑底层聚芳砜膜以1米/分钟速度通过油相，在油相中停留3分钟，经干燥后，进入水相，停留3分钟，进入洗涤槽洗涤3分钟，经干燥箱干燥后，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，反应3分钟后，洗涤后进入干燥箱干燥后，得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。实施例3将0.3mol三苯甲烷三异氰酸酯溶于1000ml正己烷形成油相；0.7mol乙二胺溶于1000ml水，形成水相；1mol的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵溶于1000ml水中形成改性液；洗涤槽内部装有水。支撑底层聚芳砜膜以1米/分钟速度通过油相，在油相中停留3分钟，经干燥后，进入水相，停留3分钟，进入洗涤槽洗涤3分钟，经干燥箱干燥后，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，反应3分钟后，洗涤后进入干燥箱干燥后，得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。实施例4将0.3mol的L-赖氨酸三异氰酸酯溶于1000ml正己烷形成油相；0.8mol乙二胺溶于1000ml水，形成水相；1mol的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵溶于1000ml水中形成改性液；洗涤槽内部装有水。支撑底层聚芳砜膜以1米/分钟速度通过油相，在油相中停留3分钟，经干燥后，进入水相，停留3分钟，进入洗涤槽洗涤3分钟，经干燥箱干燥后，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，反应3分钟后，洗涤后进入干燥箱干燥后，得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。对比例将0.3mol均苯三甲酰氯溶于1000ml正己烷形成油相；0.5mol乙二胺溶于1000ml水形成水相；1mol的2,3-环氧丙基三甲基氯化铵溶于1000ml水中形成改性液；洗涤槽内部装有水。支撑底层聚芳砜膜以1米/分钟速度通过油相，在油相中停留3分钟，经干燥后，进入水相，停留3分钟，进入洗涤槽洗涤3分钟，经干燥箱干燥后，直接收卷，得到聚酰胺反渗透膜。膜抗菌性能测试实验以革兰氏阴性的大肠杆菌和革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌为细菌模型，依据国家标准(GB/T20944.3-2008)，采用菌液震荡法对比对比例制备的聚酰胺反渗透膜和实施例1～4制备的季铵盐改性聚酰胺反渗透膜进行抗菌性能测试。通过平板计数法计算每个琼脂板上的菌落数来分析各膜样品的抑菌率(K)，公式如下：K＝(1-Nn/N0)×100％；其中，K为抑菌率；Nn为季铵盐改性聚酰胺反渗透膜样品的菌落数，CFU/mL；N0为聚酰胺反渗透膜样品的菌落数，CFU/mL。膜的水渗透量测试实验水渗透量(I)的定义为：在一定的操作条件下，单位时间内透过单位膜面积的水的体积，单位是L/(m2·h)，公式如下：I＝V/(A×t)；其中，V为渗透体积，L；A为膜的有效面积，m2；t为渗透时间，h。膜的盐截留率测试实验盐截留率(R)的定义为：在一定的操作条件下，进料液与透过液的盐浓度差占进料液浓度的百分数，其单位为％，公式如下：R＝(1-Cp/Cf)×100％其中，Cp为渗透液的电导率，μs/cm；Cf为进料液的的电导率，μs/cm。本专利技术季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，其特征在于：将支撑底层聚芳砜膜先经过溶有二元胺单体的水相，干燥后进入油相，油相中的溶剂为正己烷，油相中的溶质是含三元酰氯或三元异氰酸酯官能团的单体，经界面聚合后，进入洗涤槽，洗涤槽内部装有水，经洗涤后干燥，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，改性液中的溶质为环氧基团的季铵盐，改性液中的溶剂为水，对膜的表面进行含季铵盐改性，最后干燥得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。

【技术特征摘要】
1.一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，其特征在于：将支撑底层聚芳砜膜先经过溶有二元胺单体的水相，干燥后进入油相，油相中的溶剂为正己烷，油相中的溶质是含三元酰氯或三元异氰酸酯官能团的单体，经界面聚合后，进入洗涤槽，洗涤槽内部装有水，经洗涤后干燥，进入改性槽，改性槽内部装有改性液，改性液中的溶质为环氧基团的季铵盐，改性液中的溶剂为水，对膜的表面进行含季铵盐改性，最后干燥得到季铵盐改性聚酰胺反渗透膜。2.根据权利要求1所述的一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，其特征在于：所述支撑底层为聚芳砜膜，聚芳砜膜的孔隙率为5-30nm。3.根据权利要求1所述的一种季铵盐改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊延松，李志丰，程丛亮，王山林，
申请(专利权)人：安徽智泓净化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34