用于制备水处理分离膜的方法和由此制备的水处理分离膜技术

本说明书涉及用于制造水处理膜的方法和使用其制造的水处理膜，所述用于制造水处理膜的方法包括使包含游离氯和卤素离子的水溶液与聚酰胺活性层接触，其中基于所述水溶液，所述游离氯的含量为150ppm至400ppm，以及所述卤素离子的含量为150ppm至400ppm。

Method for preparing water treatment separation membrane and water treatment separation membrane thus prepared

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备水处理分离膜的方法和由此制备的水处理分离膜
本申请要求于2018年1月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0006486号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本说明书涉及用于制造水处理膜的方法、使用其制造的水处理膜、包括水处理膜的水处理模块以及包括水处理模块的水处理系统。
技术介绍
由于近来水质环境的严重污染和水短缺，因此开发水资源的新来源已经成为迫切面临的挑战。对水质环境污染的研究以高质量的住宅和工业用水、以及各种生活污水和工业废水的处理为目标，并且对利用具有节能优势的分离膜的水处理工艺的兴趣不断提高。此外，环境法规的加速强化有望促进分离膜技术的广泛应用。传统的水处理工艺难以满足严格的规定，然而，分离膜技术确保优异的处理效率和稳定的处理，因此，有望成为未来水处理领域中的领先技术。根据膜的孔，将液体分离分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗锡(stannizing)、主动输送、电渗析等。其中，反渗透法是指使用渗透水但对盐具有不可渗透性的半透膜的脱盐过程，并且当将溶解有盐的高压水引入半透膜的一侧时，除去了盐的纯水以低压从另一侧出来。具体地，这样的水处理膜的典型实例包括基于聚酰胺的水处理膜，并且关于提高盐截留率(saltrejection)或通量的研究一直在持续进行。
技术实现思路
技术问题本说明书涉及提供用于制造水处理膜的方法、使用其制造的水处理膜、包括水处理膜的水处理模块以及包括水处理模块的水处理系统。技术方案本说明书的一个实施方案提供了用于制造水处理膜的方法，所述方法包括使包含游离氯和卤素离子的水溶液与聚酰胺活性层接触，其中基于水溶液，游离氯的含量为150ppm至400ppm，以及卤素离子的含量为150ppm至400ppm。此外，本说明书的一个实施方案提供了根据上述用于制造水处理膜的方法制造的水处理膜。本说明书的一个实施方案提供了包括一个或更多个上述水处理膜的水处理模块。此外，本说明书的一个实施方案提供了包括一个或更多个上述水处理模块的水处理系统。有益效果通过在聚酰胺活性层表面上引入游离氯和卤素元素，根据本说明书的一个实施方案的水处理膜能够提高水处理膜的盐截留率、硼截留率和/或通量。附图说明图1示出了根据本说明书的一个实施方案的水处理膜。[附图标记]100：非织造织物200：多孔支撑层300：聚酰胺活性层400：盐水500：纯化水600：浓缩水具体实施方式在下文中，将更详细地描述本说明书。在本说明书中，某一构件位于另一构件“上”的描述不仅包括某一构件邻接另一构件的情况，而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。在本说明书中，除非特别相反说明，否则某一部分“包含”某些成分的描述意指能够进一步包含其他成分，并且不排除其他成分。在本说明书中，at％为元素含量比，并且意指本领域中使用的原子％。本说明书的一个实施方案提供了用于制造水处理膜的方法，所述方法包括使包含游离氯和卤素离子的水溶液与聚酰胺活性层接触，其中基于水溶液，游离氯的含量为150ppm至400ppm，以及卤素离子的含量为150ppm至400ppm。水处理膜由支撑层和活性层形成，其中，反渗透膜是利用反渗透现象分离溶剂和溶质的膜。水处理膜的通量和盐截留率被用作表示膜性能的重要指标，并且这样的性能极大地受到通过界面聚合方法产生的聚酰胺结构的活性层的影响。鉴于以上，本公开内容的专利技术人已经制造了这样的水处理膜：通过在水处理膜中的活性层上引入游离氯和卤素元素来提高膜的盐截留率和硼截留率或者在保持盐截留率的同时提高通量。根据本说明书的一个实施方案，游离氯可以源自次氯酸、亚氯酸、氯酸、高氯酸及其离子，并且可以没有限制地使用，只要其源自能够产生游离氯的物质即可。根据本说明书的一个实施方案，卤素离子可以意指源自元素周期表的除氯(Cl)之外的第17族元素的离子。换句话说，卤素离子可以是除氯离子之外的剩余第17族元素的离子。根据本说明书的一个实施方案，卤素离子可以包括溴离子、碘离子和氟离子中的一种或更多种。根据本说明书的一个实施方案，卤素离子优选为溴离子。特别地，与使用仅包含碘的水溶液或者用仅包含游离氯和碘离子的水溶液处理相比，使用包含游离氯和溴离子的水溶液可以提高水处理膜的盐截留率和硼截留率。根据本说明书的一个实施方案，溴可以源自溴化钠、溴化钾、溴化钙、溴化镁、溴化铵、溴化锂、溴化锗、溴化钴、溴化锶、溴化铯、溴化钨、溴化铜(II)、溴化钡和/或溴化氢。根据本说明书的一个实施方案，基于水溶液，游离氯的含量可以为150ppm至400ppm。当游离氯含量满足上述范围时，可以提高水处理膜的硼截留率。根据本说明书的一个实施方案，基于水溶液，卤素离子的含量可以为150ppm至400ppm。当卤素离子含量满足上述范围时，可以提高水处理膜的盐截留率和硼截留率。根据本说明书的一个实施方案，包含游离氯和卤素离子的水溶液的pH可以为4至11。通过根据水溶液的pH调节游离氯和卤素离子的浓度，可以将水处理膜制造为具有适合于期望目的的盐截留率、硼截留率和/或通量特性。根据本说明书的一个实施方案，使包含游离氯和卤素离子的水溶液与聚酰胺活性层接触可以进行5秒至5分钟，优选进行10秒至1分钟，并且更优选进行15秒至30秒。当接触时间短于5秒时，游离氯和卤素离子对聚酰胺活性层的影响不显著；而当接触时间长于5分钟时，停留在聚酰胺活性层上的时间增加并且膜可能被污染。根据本说明书的一个实施方案，可以选择浸入、喷洒、涂覆、滴落等作为接触方法，并且优选地，可以选择浸入。根据本说明书的一个实施方案，用于制造水处理膜的方法还可以包括在多孔支撑体上提供聚酰胺活性层。根据本说明书的一个实施方案，在非织造织物上形成由聚合物材料制成的涂层的那些可以用作多孔支撑体。聚合物材料的实例可以包括选自以下的一种或更多种类型：聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚环氧乙烷、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚甲基氯、聚偏二氟乙烯及其混合物，但不限于此。具体地，聚砜可以用作聚合物材料。根据本说明书的一个实施方案，聚酰胺活性层可以通过包含芳族胺化合物的水溶液和包含多官能酰基卤化合物的有机溶液的界面聚合来形成。具体地，当使包含芳族胺化合物的水溶液层与有机溶液接触时，涂覆在多孔支撑体的表面上的芳族胺化合物与多官能酰基卤化合物反应以通过界面聚合产生聚酰胺，并且所得物吸附在多孔支撑体上以形成薄膜。在接触方法中，聚酰胺活性层也可以使用诸如浸入、喷洒或涂覆的方法形成。根据本说明书的一个实施方案，在制备多孔支撑体和在多孔支撑体上形成聚酰胺活性层之前，即在将包含芳族胺化合物和添加剂的水溶液涂覆在多孔支撑体上之前，可以包括涂覆添加剂例如樟脑磺酸三乙铵(TEACSA)。根据本说明书的一个实施方案，芳族本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造水处理膜的方法，包括使包含游离氯和卤素离子的水溶液与聚酰胺活性层接触，/n其中基于所述水溶液，所述游离氯的含量为150ppm至400ppm，以及所述卤素离子的含量为150ppm至400ppm。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180118 KR 10-2018-00064861.一种用于制造水处理膜的方法，包括使包含游离氯和卤素离子的水溶液与聚酰胺活性层接触，
其中基于所述水溶液，所述游离氯的含量为150ppm至400ppm，以及所述卤素离子的含量为150ppm至400ppm。


2.根据权利要求1所述的用于制造水处理膜的方法，其中所述包含游离氯和卤素离子的水溶液的pH为4至11。


3.根据权利要求1所述的用于制造水处理膜的方法，其中使所述包含游离氯和卤素离子的水溶液与所述聚酰胺活性层的所述接触进行5秒至5分钟。


4.根据权利要求1所述的用于制造水处理膜的方法，其中所述卤素离子包括溴离子、碘离子和氟离子中的一种或更多种。


5.根据权利要求1所述的用于制造水处理膜的方法，其中所述卤素离子为溴离子。


6.一种水处理膜，使用根据权利要求1至5中任一项所述的方法制造。


7.根据权利要求6所述的水处理膜，当在所述水处理膜的表面上进行元素分析时，所述水处理膜的溴元素含量大于0原子％且小于或等于5原子％。


8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：康惠琳，韩丹碧，赵誾玗，全亨濬，申程圭，崔洛瑗，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR