一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜的制备方法，其采用双端氨基聚乙二醇与聚酰胺层表面的羧基反应从而提高复合聚酰胺反渗透膜的脱盐率，同时基本不会对通量造成损失，而且聚乙二醇是电中性的水溶性长链聚合物，具有柔韧灵活的分子链，通过体积排斥效应及与水分子独特的相容性，可以阻止疏水性物质和大分子的吸附从而提高复合聚酰胺反渗透膜的抗污染性能。反渗透膜的抗污染性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于反渗透膜
，尤其涉及一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]反渗透技术是当今先进和节能有效的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力作用下，借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性，可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质。具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。反渗透膜是反渗透技术的核心，反渗透膜的研究和应用一直是反渗透
最热门的研究方向。
[0003]中国专利CN 109847597 A提供了一种高通量高脱盐反渗透膜的制备方法，该方法通过在油相反应液中增加氯仿、二氯乙烷、三氯乙烷、氯仿、四氢呋喃或乙酸乙酯中的一种或任意几种的混合溶液，可以在保持反渗透膜脱盐率不衰减的前提下提高反渗透膜通量，但是其没有提及抗污染能力的提升。
[0004]徐等人（徐荣, 李燕, 郭猛,等. PA/PEG交联共聚反渗透膜的制备及耐污染性能[J]. 化工进展, 2021, 40(12):8.）在均苯三甲酰氯（TMC）和间苯二胺（MPD）界面聚合反应过程中引入聚乙二 醇（PEG），制备聚酰胺（PA）/PEG 反渗透复合膜，使得其抗污染能力大幅度提高，但是这种方法不能做到同时提高反渗透膜的通量和脱盐率。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜及其制备方法，该方法制备的反渗透膜在大幅度提高反渗透膜脱盐率的同时也提高了反渗透膜的抗污染能力。
[0006]本专利技术提供了一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：在聚砜支撑层上涂覆水相溶液，再涂覆油相溶液，烘干，得到初生态芳香聚酰胺反渗透膜；所述水相溶液包括0.5~5%的多官能胺、0.05~2%的表面活性剂、3~10%的极性溶剂，余量为水；所述多官能胺选自芳香族胺、脂肪族胺和脂环族胺中一种或多种；所述水相溶液的pH值为7~9；本专利技术优选采用氢氧化钠溶液调节pH值。
[0007]所述多官能胺选自间苯二胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、N
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(2
‑
羟乙基)乙二胺、1,2
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二氨基环己烷、1,3
‑
二氨基环己烷、1,4
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二氨基环己烷、二乙烯三胺、间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、均苯三胺、哌嗪和4
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氨基甲基哌嗪中的一种或多种；所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠或月桂基硫酸钠；所述极性溶剂选自二甲基亚砜和/或N
‑
甲基吡咯烷酮。本专利技术通过在水相中使用较高浓度的极性溶剂进行界面聚合反应形成通量较高的初生态的聚酰胺反渗透膜；
所述油相溶液包括0.05~0.3%的多官能性酰基卤化物，余量为油相溶剂；所述油相溶剂选自C4~C12的脂肪烃、环脂烃和芳香烃中的一种或多种，优选为异构烷烃类溶剂油；具体实施例中，所述油相溶剂为Isopar G。
[0008]本专利技术在聚砜支撑层上涂覆水相溶液后，除去表面多余的溶液，再将吸附了水相溶液的聚砜膜经过一带有供热及抽风系统的封闭空间。在本专利技术中，所述涂覆水相溶液后在20~30℃、相对湿度40~80%下挥发至水分含量为28~31%，再涂覆油相溶液。
[0009]本专利技术涂覆油相溶液后，在60~80℃的烘箱中烘干，烘干过程中膜表面的水分和油相液的溶剂会挥发，同时未反应完的单体也会进一步反应，可以提高聚酰胺反渗透膜的脱盐率。烘干时间一般为1~3min，烘干至膜表面无油印，一般控制膜面温度为25~40℃。
[0010]将所述初生态芳香聚酰胺反渗透膜经漂洗，再浸泡接枝后处理溶液中，风干，得到高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜。
[0011]在本专利技术中，所述漂洗具体包括：将所述初生态芳香聚酰胺反渗透膜依次经去离子水、异丙醇水溶液、柠檬酸水溶液、去离子水、甘油水溶液漂洗。
[0012]在本专利技术中，所述异丙醇（IPA）水溶液的质量浓度为5~25%，优选为10~20%；本专利技术采用较高浓度的IPA溶液进行漂洗再除去残留反应物的同时通过溶胀作用可以进一步提高初生态的聚酰胺反渗透膜的通量；所述柠檬酸水溶液的浓度为1~5%，优选为1~2%；所述甘油水溶液的浓度为0.5~10%，优选为5~9%。
[0013]本专利技术采用接枝后处理液浸泡，主要是为了充分洗去未反应的残留物和其它杂质。在本专利技术中，所述接枝后处理液为分子式H2NCH2CH2（CH2CH2O）
n
CH2CH2NH2的分子量为400~5000的双端氨基聚乙二醇的水溶液；质量分数为0.01~0.08%，优选为0.01%~0.05%。双端氨基聚乙二醇的分子量为400~2000。具体实施例中，所述双端氨基聚乙二醇具体为分子量400的双端氨基聚乙二醇、分子量1000的双端氨基聚乙二醇、分子量为2000的双端氨基聚乙二醇或分子量为400的双端氨基聚乙二醇。本专利技术使用双端氨基的聚乙二醇作为交联剂提高反渗透膜表面聚酰胺层的交联度进一步提升其抗污染能力得到高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜。
[0014]在本专利技术中，所述多官能酰基卤化物为均苯三甲酰氯。
[0015]本专利技术优选使用干燥空气吹干至膜表面无可见水分。
[0016]本专利技术采用以下测试方法对反渗透膜进行性能测试：在1.03MPa、25℃与膜面流速 1.1GPM/min 下过滤 1500ppm 的氯化钠水溶液冲洗 30min，测试得到高通量高脱盐率抗污染的聚酰胺反渗透膜的初始通量和脱盐率。
[0017]同样操作条件下将测试水溶液换为电负性的十二烷基硫酸钠溶液（50g/L）、电正性的十二烷基三甲基溴化铵（50g/L）和电中性的牛血清蛋白（100g/L）的混合溶液溶冲洗30min，测试得到高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜污染后的通量，所有测试结果见表2，污染测试完成后卸压，用去离子水作进料液对污染膜进行清洗，随后再在1.03MPa、25℃与膜面流速 1.1GPM/min 下过滤 1500ppm 的氯化钠水溶液 30min，测试得到高通量高脱盐率抗污染的聚酰胺反渗透膜污染处理后的通量和脱盐率。
[0018]本专利技术提供了一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜的制备方法，其采用
双端氨基聚乙二醇与聚酰胺层表面的羧基反应从而提高复合聚酰胺反渗透膜的脱盐率，同时基本不会对通量造成损失，而且聚乙二醇是电中性的水溶性长链聚合物，具有柔韧灵活的分子链，通过体积排斥效应及与水分子独特的相容性，可以阻止疏水性物质和大分子的吸附从而提高复合聚酰胺反渗透膜的抗污染性能。
具体实施方式
[0019]为了进一步说明本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：在聚砜支撑层上涂覆水相溶液，再涂覆油相溶液，烘干，得到初生态芳香聚酰胺反渗透膜；所述水相溶液包括0.5~5%的多官能胺、0.05~2%的表面活性剂、3~10%的极性溶剂，余量为水；所述多官能胺选自芳香族胺、脂肪族胺和脂环族胺中一种或多种；所述水相溶液的pH值为7~9；所述油相溶液包括0.05~0.3%的多官能性酰基卤化物，余量为油相溶剂；所述油相溶剂选自C4~C12的脂肪烃、环脂烃和芳香烃中的一种；将所述初生态芳香聚酰胺反渗透膜经漂洗，再浸泡接枝后处理溶液中，风干，得到高通量高脱盐率的抗污染聚酰胺反渗透膜；所述接枝后处理溶液为分子式H2NCH2CH2（CH2CH2O）nCH2CH2NH2的分子量为400~5000的双端氨基聚乙二醇的水溶液；质量分数为0.01~0.08%。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多官能胺选自间苯二胺、乙二胺、丙二胺、丁二胺、己二胺、N
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羟乙基)乙二胺、1,2
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二氨基环己烷、1,3
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二氨基环己烷、1,4
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二氨基环己烷、二乙烯三胺、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，曾浩浩，任朝华，陈幸，龙竞，屠娇娇，刘玉，石楚道，何亮，
申请(专利权)人：湖南沁森高科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：