一种用于海水淡化处理的反渗透膜及其制备方法技术

一种用于海水淡化处理的反渗透膜，属于反渗透膜纳米制备技术领域，具有改性的聚偏氟乙烯(PVDF)基膜；复合在基膜表面的具有孔隙结构的壳聚糖层；其中壳聚糖层上链接有壳聚糖纳米微球构成的链。不仅能提高抗污染能力，而且其表面含有大量游离羧基，亲水性强，将其复合到聚酰胺反渗透膜中有利于提升反渗透膜的亲水性；还与基膜间隙构成了不同粒径的孔洞立体系，有效截留离子和分子。有效截留离子和分子。

【技术实现步骤摘要】
一种用于海水淡化处理的反渗透膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于反渗透膜纳米制备
，特别涉及一种用于海水淡化处理的反渗透膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]壳聚糖是甲壳素N
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脱乙酰基的产物，一般而言，N
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乙酰基脱去60％以上的就可称之为壳聚糖。壳聚糖作为一种带正电荷的天然多糖，本身具有无毒、无刺激性、无致敏性、无致突变性等性质，降解产物为低分子壳寡糖和葡萄糖胺，具有良好的生物相容性和生物降解性。将壳聚糖制备成纳米微球或微粒，作为药物传递和控释载体，具有药物包封率高、稳定性强等特点。
[0003]目前制备壳聚糖纳米粒的方法主要包括离子凝胶法和反相微乳法，其中离子凝胶法制备条件温和，但所用壳聚糖溶液浓度必须很低，导致纳米粒子产率低下，同时得到的壳聚糖纳米粒的稳定性也较差；而反相微乳法则需大量的表面活性剂和助表面活性剂，载体材料的浓度和分散相/连续相体积比也必须很低方可形成微乳液，造成产物后处理困难，纳米粒生产效率很低。也有极少数采用油包水细乳液法制备壳聚糖纳米粒，但其油相与水相体积比仍高达9:1(Yong
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ZhongDua， etal.InternationalJournalofPharmaceutics.392:164
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169,2010)。另外作为药物的载体材料，纳米粒若具有孔隙结构，将更有利于吸附药物，因此，探索制备壳聚糖纳米粒的新方法以及制备具有孔隙结构的壳聚糖纳米粒成为壳聚糖研究领域的一个热点。
[0004]反渗透膜是一种利用高于溶液渗透压的作用分离物质的人工半透膜；相较于微滤膜、超滤膜等，其是一种可截留大于0.0001μm的精细化地膜分离产品。现有技术中大多为聚酰胺类反渗透膜，聚酰胺类反渗透膜由于高水通量、高化学稳定性、高脱盐率等优势，成为了是最为常用的反渗透膜。但是其由于微生物、有机物等物质引起的膜污染会造成反渗透膜的长时间应用，造成脱盐率和水通量的下降，增加能耗成本。因此，改善聚酰胺类反渗透膜的耐污染性成为了主要研究问题。现有技术中通常是聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷铜等水溶性聚合物修饰在反渗透膜的表面，从而获得亲水性和耐污性，但是，这种修饰在实际应用过程中对水通量的提高并不显著，脱盐率和耐污性也有待进一步提升。另一方面，修饰过程中的引起的膜孔隙变化，也存在水通量的降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，制备一种多层不同膜孔隙，且能提高水通量、脱盐率和耐污性的用于海水淡化处理的反渗透膜。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，一种用于海水淡化处理的反渗透膜，具有改性的聚偏氟乙烯 (PVDF)基膜；复合在基膜表面的具有孔隙结构的壳聚糖层；其中壳聚糖层上链接有壳聚糖纳米微球构成的链。
[0008]在可实施的方式中，当基膜为一层折叠或多层并排或多层并排折叠时，壳聚糖层之间具有相互交叉层叠的链。
[0009]在可实施的方式中，孔隙结构的孔隙为0.2nm
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0.3nm。
[0010]在可实施的方式中，壳聚糖纳米微球的粒径为300nm
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450nm。
[0011]在可实施的方式中，链之间的间距为200nm
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300nm。
[0012]第二方面，一种用于海水淡化处理的反渗透膜制备方法，
[0013]a.将聚偏氟乙烯(PVDF)基膜浸入非离子表面活性剂溶液中40min
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60min，然后取出干燥；
[0014]b.壳聚糖溶液配置：将壳聚糖溶解在醋酸溶液中获得壳聚糖溶液；
[0015]c.将步骤a中制备的改性聚偏氟乙烯(PVDF)基膜浸入步骤c制备的壳聚糖溶液中；
[0016]d.在步骤c的壳聚糖溶液中加入油相溶液，并转动膜来搅拌壳聚糖溶液与油相溶液的混合液；
[0017]e.将步骤d的膜进行热水洗涤，然后减压脱水、真空干燥，即得反渗透膜。
[0018]在可实施的方式中，步骤a中的所述表面活性剂为聚醚、炔二醇、有机硅中的一种或几种。
[0019]在可实施的方式中，步骤b中将所述壳聚糖溶于质量百分比浓度为1.6％～1.9％的醋酸溶液中，制成质量百分比浓度为1.5％～2.8％的壳聚糖溶液。
[0020]在可实施的方式中，步骤d中的油相溶液为：司盘
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80溶解在液体石蜡、油酸乙酯、油酸丁酯中的一种与正己烷的混合溶剂中。
[0021]在可实施的方式中，步骤d中壳聚糖溶液作为水相溶液与油相溶液混合，通过膜进行高速剪切乳化形成壳聚糖纳米微球，并在膜表面形成壳聚糖纳米微球链；其中剪切乳化速度为5000～7000rpm，乳化时间20～30min，其中水相与油相的体积比为1：2～2：1。
[0022]本专利技术相比现有技术具有以下有益效果：本专利技术采用改性的聚偏氟乙烯(PVDF)基膜，能更好的提高基膜表面的亲水性能，与同样亲水性能较好的壳聚糖能形成一层活性薄层，其产生的间隙在小于0.4nm。
[0023]而在壳聚糖层表面能形成壳聚糖纳米微球构成的链不仅能提高抗污染能力，而且其表面含有大量游离羧基，亲水性强，将其复合到聚酰胺反渗透膜中有利于提升反渗透膜的亲水性；还与基膜间隙构成了不同粒径的孔洞立体系，有效截留离子和分子。
[0024]在反渗透膜的制备方法中，基膜先直接在壳聚糖溶液中浸渍发生界面聚合反应，然后边转动膜边加入油相溶液，通过膜的高速搅拌来实现壳聚糖溶液与油相溶液高速剪切乳化，获得反相细乳液，该乳液部分能于壳聚糖活性薄层链接，另一部分能相互链接，形成一条条链接在膜上的链。
附图说明
[0025]图1为本实施例的反渗透膜稳定性测试曲线图；
[0026]图2为现有技术的反渗透膜稳定性曲线图；
[0027]图3为本实施例的反渗透膜与现有技术的反渗透膜的抗污染性能对比图；
具体实施方式
[0028]本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当替换和/或改动工艺参数实现，然而特别需要指出的是，所有类似的替换和/或改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术所述产品和制备方法已经通过较佳实例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的产品和制备方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0029]除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语，具有本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本专利技术使用本文中所描述的方法和材料；但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的，并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等，其整体被并入本文中作为参考。若有冲突，以本说明书包括定义为准。
[0030]当以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选值给出数量、浓度或者其它数值或参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海水淡化处理的反渗透膜，其特征在于，具有改性的聚偏氟乙烯(PVDF)基膜；复合在所述基膜表面的具有孔隙结构的壳聚糖层；其中所述壳聚糖层上链接有壳聚糖纳米微球构成的链。2.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化处理的反渗透膜，其特征在于，当所述基膜为一层折叠或多层并排或多层并排折叠时，所述壳聚糖层之间具有相互交叉层叠的所述链。3.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化处理的反渗透膜，其特征在于，所述孔隙结构的孔隙为0.2nm
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0.3nm。4.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化处理的反渗透膜，其特征在于，所述壳聚糖纳米微球的粒径为300nm
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450nm。5.根据权利要求2所述的一种用于海水淡化处理的反渗透膜，其特征在于，所述链之间的间距为200nm
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300nm。6.一种用于海水淡化处理的反渗透膜制备方法，其特征在于，a.将聚偏氟乙烯(PVDF)基膜浸入非离子表面活性剂溶液中40min
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60min，然后取出干燥；b.壳聚糖溶液配置：将壳聚糖溶解在醋酸溶液中获得壳聚糖溶液；c.将步骤a中制备的改性聚偏氟乙烯(PVDF)基...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾翀翀，黄德胜，季久艺，
申请(专利权)人：浙江斯科能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：