一种高通量聚乙烯基反渗透膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高通量聚乙烯基反渗透膜及其制备方法和应用，所述反渗透膜包括亲水化聚乙烯多孔支撑层和聚酰胺脱盐层，且亲水化聚乙烯多孔支撑层和聚酰胺脱盐层之间含有一个多分子通道的多羟基聚合物中间层。其中，所述多分子通道的多羟基聚合物中间层是由环糊精和二醛基化合物在酸催化剂作用下进行交联反应形成的。本发明专利技术引入的多分子通道的多羟基聚合物中间层不仅可以增加反渗透聚酰胺脱盐层与聚砜支撑层之间的结合力，使其更能耐受停机产生的背压，而且还在0.4

【技术实现步骤摘要】
一种高通量聚乙烯基反渗透膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种反渗透膜，尤其涉及一种高通量聚乙烯基反渗透膜及其制备方法和应用，属于水处理


技术介绍

[0002]反渗透膜因具有分离效率高、能耗低和污染少等特点，已被广泛应用于家用净水器、工业纯水制造、废水处理和海水淡化等领域。目前，市场上主流的反渗透膜是交联芳香族聚酰胺复合反渗透膜，包含三层结构，即PET无纺布支撑层、聚砜多孔层和聚酰胺脱盐层。其中，PET无纺布及聚砜原料成本占反渗透膜成本的2/3以上，且其核心生产技术长期被少数几家化工公司垄断，因此生产反渗透膜的原材料成本较难降低。
[0003]近年出现了以聚乙烯微孔膜为基底的研究，制备出了低成本且具备一定渗透性能的聚乙烯复合反渗透膜。相关专利多集中在传统聚乙烯膜表面亲水性差，进行亲水化改性，来解决界面聚合过程中的水相难以在其表面均匀分散的问题，均取得了较为显著的进展。目前已公开专利主要通过有机溶剂润湿后纯水置换(例如中国公开专CN 112246104A)、浸渍亲水材料改性(例如中国公开专利CN111760464A)、低压等离子和PVA交联涂覆改性(例如中国公开专利CN109126483A)。在有机溶剂润湿后纯水置换方面，中国公开专利CN112246104A使用醇类或酚类等低表面张力的有机溶剂预先把聚乙烯材料润湿，而后去除溶剂进行使用，成功制备出反渗透膜片。在浸渍亲水材料改性方面，中国公开专利CN111760464A将聚乙烯膜置于聚醚或聚乙烯醇聚合物溶液亲水改性后，再进一步处理制备反渗透膜，获得了显著提升的分离性能。在低压等离子和PVA交联涂覆改性方面，中国公开专利CN109126483A利用低压等离子处理聚乙烯膜后再涂覆交联PVA后制备反渗透膜的方法，更具工业化可行性，推进了聚乙烯膜在反渗透基膜领域的大范围应用。
[0004]虽然现有技术中已形成一些关于使用聚乙烯膜制备反渗透膜的技术方案，但这些技术方案在兼具工业化可行性和通量提高方面还存在改进空间。

技术实现思路

[0005]针对现有技术在存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高通量聚乙烯基反渗透膜，同时具有高通量、高脱盐率和耐背向压力的特点。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供所述的高通量聚乙烯基反渗透膜的制备方法，具有操作简单、易于工业化生产等特点。
[0007]本专利技术的又一目的在于提供所述的高通量聚乙烯基反渗透膜在水处理组件或装置中，以及在水处理方法中的应用。
[0008]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术的第一方面在于提供一种高通量聚乙烯基反渗透膜，其包括亲水化聚乙烯多孔支撑层和聚酰胺脱盐层，且亲水化聚乙烯多孔支撑层和聚酰胺脱盐层之间含有一个多分子通道的多羟基聚合物中间层；
[0010]所述多分子通道的多羟基聚合物中间层是由环糊精和二醛基化合物在酸催化剂作用下进行交联反应形成的。
[0011]本专利技术中，所述环糊精是一种多羟基、结构呈环状的低聚葡萄糖，选自α
‑
环糊精、β
‑
环糊精、γ
‑
环糊精、2,6
‑
二
‑
O
‑
甲基
‑
β
‑
环糊精、麦芽糖环糊精、(2
‑
羟丙基)
‑
γ
‑
环糊精、羟乙基
‑
β
‑
环糊精中的一种或多种，优选α
‑
环糊精；
[0012]所述二醛基化合物选自含有两个醛基官能团的芳香族、脂肪族、或脂环族的化合物，优选乙二醛、丙二醛、戊二醛、邻苯二醛、二苯乙二醛、2
‑
(4
‑
氯苯基)丙二醛、2
‑
环丙基丙二醛中的一种或多种，更优选戊二醛；
[0013]所述酸催化剂为无机酸或有机酸中的一种或多种，优选盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、草酸、柠檬酸、樟脑磺酸、羟乙基磺酸、乙基磺酸中的一种或多种，更优选盐酸。
[0014]本专利技术中，所述聚酰胺脱盐层是由包含具有2个以上活性氨基的化合物的水相与含有多官能酰基卤的有机相通过界面聚合反应得到的；
[0015]其中，水相中所述具有2个以上活性氨基的化合物只要是多官能胺即可，优选为2官能度；
[0016]所述具有2个以上活性氨基的化合物选自芳香族多官能胺、脂肪族多官能胺、脂环族多官能胺中的一种或多种；
[0017]所述芳香族多官能胺选自间苯二胺、邻苯二胺、1,3,5
‑
三氨基苯、1,2,4
‑
三氨基苯、3,5
‑
二氨基安息香酸、2,4
‑
二氨基甲苯、2,6
‑
二氨基甲苯、2,4
‑
二氨基茴香酰、阿米酚、二甲苯二胺中的一种或多种；
[0018]所述脂肪族多官能胺选自亚乙基二胺、亚丙基二胺、三(2
‑
氨基乙基)胺中的一种或多种；
[0019]所述脂环族多官能胺选自1,3
‑
二氨基环己烷、1,2
‑
二氨基环己烷、1,4
‑
二氨基环己烷、哌嗪、2,5
‑
二甲基哌嗪及4
‑
氨基甲基哌嗪中的一种或多种；
[0020]所述具有2个以上活性氨基的化合物优选为间苯二胺。
[0021]其中，有机相所述多官能酰基卤选自芳香族多官能酰基卤、脂肪族多官能酰基卤、脂环族多官能酰基卤中的一种或多种；
[0022]所述芳香族多官能酰基卤选自均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、异苯二甲酰基氯、联苯二羧酰基氯、萘二羧酸二氯化物、苯三磺酰基氯、苯二磺酰基氯、一氯磺酰苯二羧二酰基氯中的一种或多种；
[0023]所述脂肪族多官能酰基卤选自丙烷三羧酰基氯、丁烷三羧酰基氯、戊烷三羧酰基氯、戊二酰基卤化物、己二酰基卤化物中的一种或多种；
[0024]所述脂环族多官能酰基卤选自环丙烷三羧酰基氯、环丁烷四羧酰基氯、环戊烷三羧酰基氯、环戊四羧酰基氯、环己烷三羧酰基氯、四氢呋喃四羧酰基氯、环戊二羧酰基氯、环丁烷二羧酰基氯、环己烷二羧酰基氯、四氢呋喃二羧酰基氯中的一种或多种；
[0025]所述多官能酰基卤优选为均苯三甲酰氯。
[0026]本专利技术中，所述亲水化聚乙烯多孔支撑层为亲水化聚乙烯多孔膜，是由聚乙烯多孔膜通过低压等离子体处理得到的亲水化的多孔支撑膜，孔径为5
‑
100nm，优选20
‑
40nm。
[0027]本专利技术所述聚乙烯多孔膜的亲水化，可采用本领域现有的公知技术进行制得，对此不作特别限定。通常多利用低压等离子体处理技术处理聚乙烯膜获得亲水化聚乙烯膜，
例如，可以由专利CN109126483A中公开的方法制备得到。
[0028]本专利技术在实验过程中意外地发现，采用低压等离子体处理聚乙烯基膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高通量聚乙烯基反渗透膜，其特征在于，包括亲水化聚乙烯多孔支撑层和聚酰胺脱盐层，且亲水化聚乙烯多孔支撑层和聚酰胺脱盐层之间含有一个多分子通道的多羟基聚合物中间层；所述多分子通道的多羟基聚合物中间层是由环糊精和二醛基化合物在酸催化剂作用下进行交联反应形成的。2.根据权利要求1所述的高通量聚乙烯基反渗透膜，其特征在于，所述环糊精选自α
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环糊精、β
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环糊精、γ
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环糊精、2,6
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二
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O
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甲基
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β
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环糊精、麦芽糖环糊精、(2
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羟丙基)
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γ
‑
环糊精、羟乙基
‑
β
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环糊精中的一种或多种，优选α
‑
环糊精；所述二醛基化合物选自含有两个醛基官能团的芳香族、脂肪族、或脂环族的化合物，优选乙二醛、丙二醛、戊二醛、邻苯二醛、二苯乙二醛、2
‑
(4
‑
氯苯基)丙二醛、2
‑
环丙基丙二醛中的一种或多种，更优选戊二醛；所述酸催化剂为无机酸或有机酸中的一种或多种，优选盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、草酸、柠檬酸、樟脑磺酸、羟乙基磺酸、乙基磺酸中的一种或多种，更优选盐酸。3.根据权利要求1或2所述的高通量聚乙烯基反渗透膜，其特征在于，所述聚酰胺脱盐层是由包含具有2个以上活性氨基的化合物的水相与含有多官能酰基卤的有机相通过界面聚合反应得到的；其中，水相中所述具有2个以上活性氨基的化合物，优选为2官能度；所述具有2个以上活性氨基的化合物选自芳香族多官能胺、脂肪族多官能胺、脂环族多官能胺中的一种或多种；所述芳香族多官能胺选自间苯二胺、邻苯二胺、1,3,5
‑
三氨基苯、1,2,4
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三氨基苯、3,5
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二氨基安息香酸、2,4
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二氨基甲苯、2,6
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二氨基甲苯、2,4
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二氨基茴香酰、阿米酚、二甲苯二胺中的一种或多种；所述脂肪族多官能胺选自亚乙基二胺、亚丙基二胺、三(2
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氨基乙基)胺中的一种或多种；所述脂环族多官能胺选自1,3
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二氨基环己烷、1,2
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二氨基环己烷、1,4
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二氨基环己烷、哌嗪、2,5
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二甲基哌嗪及4
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氨基甲基哌嗪中的一种或多种；所述具有2个以上活性氨基的化合物优选为间苯二胺。其中，有机相所述多官能酰基卤选自芳香族多官能酰基卤、脂肪族多官能酰基卤、脂环族多官能酰基卤中的一种或多种；所述芳香族多官能酰基卤选自均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、异苯二甲酰基氯、联苯二羧酰基氯、萘二羧酸二氯化物、苯三磺酰基氯、苯二磺酰基氯、一氯磺酰苯二羧二酰基氯中的一种或多种；所述脂肪族多官能酰基卤选自丙烷三羧酰基氯、丁烷三羧酰基氯、戊烷三羧酰基氯、戊二酰基卤化物、己二酰基卤化物中的一种或多种；所述脂环族多官能酰基卤选自环丙烷三羧酰基氯、环丁烷四羧酰基氯、环戊烷三羧酰基氯、环戊四羧酰基氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏蕾，李宁，赵伟国，孙家宽，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：