具有纳米尺寸气泡的膜渗透性增强的薄膜复合膜、其制备方法和用途技术

提供了具有纳米尺寸气泡的膜渗透性增强的薄膜复合膜、其制备方法和用途。薄膜复合膜的制备方法包括：a)含有至少一种胺的水溶液，和b)含有至少一种多官能酰卤的有机溶液，存在于a)和/或b)的添加剂或可溶性气体，或在a)和/或b)中使用纳米气泡发生器或超声波以产生纳米气泡。a)和b)的界面聚合发生在多孔支撑膜的表面或其附近。在膜的分离层中产生纳米尺寸气泡的优点是它可以在不牺牲膜的机械强度和稳定性的情况下降低膜的阻力，从而改善其透水性、脱盐率和防污性。此外，该方法易于采用，同时膜的性能改善显著。

Membrane composite membrane with nano size bubble and enhanced permeability, its preparation method and Application

A composite membrane with nano bubbles and enhanced membrane permeability, its preparation method and application are provided. The preparation method of the film composite film includes: a) an aqueous solution containing at least one amine, and b) an organic solution containing at least one multifunctional acyl halide, an additive or a soluble gas present in a) and / or b), or the use of a nanobubble generator or ultrasonic wave in a) and / or b) to generate nanobubbles. The interfacial polymerization of a) and b) occurs on or near the surface of the porous support membrane. The advantage of producing nano bubbles in the separation layer of the membrane is that it can reduce the resistance of the membrane without sacrificing the mechanical strength and stability of the membrane, so as to improve its water permeability, desalination rate and antifouling performance. In addition, the method is easy to use and the performance of the membrane is improved significantly.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有纳米尺寸气泡的膜渗透性增强的薄膜复合膜、其制备方法和用途专利
本专利技术总体上涉及膜，并且更具体地涉及具有增强的膜渗透性的薄膜复合膜、其制备方法和用途。专利技术背景反渗透是一种水净化技术，其中含有多余成分的水在一定的施加的压力下通过半透膜，以从其中除去离子、颗粒和分子。它是目前缓解水资源短缺压力—我们的时代最严重的全球性挑战之一的最重要的脱盐技术。参见M.Elimelech,W.A.Phillip,“Thefutureofseawaterdesalination:energy,technology,andtheenvironment,”Science,333(2011)712-717(以下简称“Elimelech”)。迄今为止，最流行的商业化的反渗透膜是聚酰胺薄膜复合膜。参见Elimelech的文章以及K.P.Lee,T.C.Arnot,D.Mattia,“Areviewofreverseosmosismembranematerialsfordesalination-Developmenttodateandfuturepoten本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造薄膜复合膜的方法，其包括以下步骤：/n在1,3-苯二胺(MPD)水溶液中加入一定量的NaHCO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170419 US 62/4872181.一种制造薄膜复合膜的方法，其包括以下步骤：
在1,3-苯二胺(MPD)水溶液中加入一定量的NaHCO3，其中MPD水溶液中的NaHCO3的浓度范围为0至饱和浓度；优选地，MPD水溶液中的MPD浓度范围为0.01-10.0重量％；
将MPD水溶液倒在聚砜基底的顶表面上，并且使其浸泡10秒-5小时；
通过用橡胶辊滚动膜表面将过量的MPD水溶液小心地从膜表面除去；
将浓度为0.0005-2.0重量％的均苯三甲酰氯(TMC)己烷溶液倒在MPD浸泡过的膜基底上，在5秒-30分钟内进行反应，使得通过界面聚合形成薄膜；
从薄膜排干己烷溶液。
将膜置于25-80摄氏度的温水中0-30分钟；以及
用HCl处理膜0-48小时。


2.根据权利要求1所述的制造薄膜复合膜的方法，其进一步包括将所述膜存储在去离子水中的步骤。


3.根据权利要求1所述的制造薄膜复合膜的方法，其进一步包括在界面聚合过程中加入NaHCO3的步骤。


4.根据权利要求1所述的制造薄膜复合膜的方法，其中所述HCl具有约3.5的pH。


5.根据权利要求1所述的制造薄膜复合膜的方法，其中所述聚砜基底通过以下步骤制造：
在50℃下将聚砜(PSf)珠溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中直至均匀和透明，以形成浓度为15.0重量％的聚合物溶液；
使用所述聚合物溶液作为铸膜液来制备多孔基底；
将铸膜液冷却至室温；
在同一容器中对铸膜液进行静态脱气；
以通过浇铸刀确定的一定厚度，将铸膜液直接铺展到光滑且干净的玻璃板上；以及
将具有整个复合材料的玻璃板立即浸入在室温下作为凝固浴的去离子水中至少5分钟，以完成相转化以形成聚砜基底。


6.根据权利要求5所述的制造薄膜复合膜的方法，其中在将MPD水溶液倒在聚砜基底顶表面上之前，将聚砜基底存储在去离子水中。


7.一种根据权利要求1至6中任一项的方法制备的薄膜复合膜，其包含交联聚酰胺的顶层。


8.一种根据权利要求3的方法制备的薄膜复合膜，其包括具有由CO2产生的纳米尺寸的孔的交联聚酰胺的顶层。


9.权利要求8所述的薄膜复合膜，其中所述孔是纳米尺寸的气泡、纳米气泡、纳米尺寸的孔、纳米孔、纳米尺寸的空隙或纳米空隙。


10.一种制造薄膜复合膜的方法，其包括以下步骤：
在浓度为0.01-10.0重量％的1,3-苯二胺(MPD)水溶液中加入一定量的CuO纳米颗粒；
将MPD水溶液倒在聚砜基底的顶表面上，并且使其浸泡10秒-5小时；
通过用橡胶辊滚动膜表面将过量的MPD水溶液小心地从膜表面除去；
将浓度为0.0005-2.0重量％的均苯三甲酰氯(TMC)己烷溶液倒在MPD浸泡过的膜基底上，在5秒-30分钟内进行反应，使得通过界面聚合形成薄膜；
从薄膜排干己烷溶液。
将膜置于25-80摄氏度的温水中0-30分钟；和
用HCl处理膜0-48小时。


11.一种制造薄膜复合膜的方法，其包括以下步骤：
在0-10巴下将一定量的可溶性气体压入1,3-苯二胺(MPD)水溶液中0-2小时，优选地，MPD水溶液中的MPD浓度范围为0.01～10.0重量％；
将MPD水溶液倒在聚砜基底的顶表面上，并且使其浸泡10秒-5小时；
通过用橡胶辊滚动膜表面将过量的MPD水溶液小心地从膜表面除去；
将浓度为0.0005-2.0重量％的均苯三甲酰氯(TMC)己烷溶液倒在MPD浸泡过的膜基底上，在5秒-30分钟内进行反应，使得通过界面聚合形成薄膜；

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓华，汤初阳，
申请(专利权)人：香港大学，
类型：发明
国别省市：中国香港;HK