【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种反渗透膜的制备方法。
技术介绍
1、随着世界人口的持续增长和经济的不断发展，水资源供需矛盾日益突出，水资源短缺已成为全球性问题。由于海水及苦咸水淡化技术不受气候影响，可提供全天候稳定供水，已成为世界各国应对淡水短缺的重要途径。反渗透膜法海水淡化技术从20世纪70年代开始研究，经过数十年的发展，已成为海水淡化及苦咸水脱盐的主要手段之一，约占全球海水淡化市场份额的65％。反渗透淡化技术主要利用高于海水渗透压的外部压力，使水分子透过反渗透膜获得淡水，能耗较高。因此，如何提高反渗透海水淡化的效率、降低淡水制造成本是反渗透海水淡化技术的发展重点。
2、反渗透膜通过构建无孔膜聚酰胺分离层实现对水中离子和水分子的有效分离。盐水分离性能是衡量反渗透膜过滤性能的重要指标，它常常由聚酰胺功能层的组成和结构控制。为了构建最佳的聚酰胺结构，研究人员付出了巨大的努力并总结出了许多规律。粗糙的聚酰胺膜表面可以增大过滤过程中水分传输的有效面积，进而提高了反渗透膜的透水性。亲水材料如金属有机骨架，引入到聚酰胺层中，促进了水分子的传输，增强了膜盐水的分离性能。此外，在聚酰胺功能层与基膜间构建中间层也可以有效提升反渗透膜的过水性能。同时，反渗透膜使用过程面临的污染问题同样严重制约了其在海水淡化领域的应用。
3、现有的反渗透膜制备方法常常只聚焦于反渗透膜盐水分离性能的提升，亦或是反渗透膜聚酰胺结构的抗污染改性。因此为实现反渗透膜盐水分离性能与抗污染性能的提升，通常需要两步甚至多步反应逐一对膜的目标性能进行构建。与此同时，不同
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要解决现有方法制备的反渗透膜存在多步反应及不同构效层的结合力不足的问题，而提供一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法。
2、本专利技术通过界面引发的自由基聚合反应在膜表面构建一层带电水凝胶聚酰胺双网络层，通过带电水凝胶的存在增强膜的电性，从而限制水中离子在膜表面的溶解以及离子在膜内的扩散，进而减小离子透过膜的数量。同时水凝胶提升了膜的亲水性，有利于水分子在膜内的传输及膜抗污染性能的提升。
3、一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
4、一、配置聚合物液：
5、①、向去离子水中加入间苯二胺、带离子基团聚合物单体和交联剂，磁力搅拌，得到水相聚合液；
6、步骤一①中所述的带离子基团聚合物单体为带有离子基团与碳碳双键的有机物；
7、步骤一①中所述的交联剂为带有两个碳碳双键的有机物；
8、步骤一①中所述的水相聚合液中间苯二胺的质量分数为1.0％～10％，带离子基团聚合物单体的质量分数为0.001％～10％，交联剂的质量分数为0.001％～10％；
9、②、向有机溶剂中加入均苯三甲酰氯和光引发剂，搅拌均匀，得到有机相聚合液；
10、步骤一②中所述的有机相聚合液中均苯三甲酰氯的质量分数为0.05％～0.5％，光引发剂的浓度为0.001～0.1g/ml；
11、二、制备反渗透膜：
12、①、将清洗干净的膜片固定在玻璃板上，将去离子水倒在膜表面，待膜片被润湿后将表面的水倒掉并吹干膜表面；
13、②、将水相聚合液倒在膜表面，待膜片被润湿后将表面水相聚合液倒掉并去除表面残留液滴；
14、③、将有机相聚合液倒在膜表面并置于紫外灯下反应，得到带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜；
15、三、清洗膜：
16、使用去离子水对带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜进行清洗，再保存在去离子水中。
17、本专利技术的优点：
18、一、本专利技术制备带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜时对基膜的材质要求低，适用的膜改性范围大；
19、二、本专利技术制备的双网络反渗透膜带电基团分布范围广且均匀，有利于实现对盐和水的高效分离；
20、三、本专利技术的工艺设备简单，操作简便，工艺周期短，对操作环境要求低；
21、四、本专利技术制备的带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜具有良好的盐水分离性能，与传统聚酰胺膜相比，水通量和盐选择性都显著提升；
22、五、本专利技术制备的带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜具有良好的抗污染性能，在污染实验中，其水通量较聚酰胺膜显著增强。
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1.一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的制备方法具体是按以下步骤完成的：
2.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的带离子基团聚合物单体为3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液、[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯和羧基甜菜碱丙烯酰胺中的任意一种或其中几种以任意比的组合。
3.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、N,N-亚甲基双(丙烯酰胺)和N,N-二甲基丙烯酰胱氨酸中的任意一种或其中几种以任意比的组合；步骤一①中所述的磁力搅拌为在300r/min下磁力搅拌0.1h～6h。
4.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的有机溶剂为Isopar-G、苯、二甲苯、正己烷和环己烷中的任意一种或其中几种以任意比的组合。
5.根据权利
6.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤二中①中所述的膜片为聚砜膜、聚醚砜膜、聚氯乙烯膜和聚偏氟乙烯膜中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤二中①中所述的清洗干净的膜片是指：将膜片浸泡在异丙醇中5h～6h，而后用去离子水清洗3次～5次，并保存在去离子水中；步骤二②中所述的润湿是指：液体倒在膜表面后静置等待液体接触1min～10min，液体通过毛细作用进入膜孔。
8.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的固定为：使用1厘米厚镂空聚四氟乙烯板将膜片沿四周通过长尾夹夹在玻璃板上，膜与板之间添加镂空橡胶垫以避免聚合液漏失；中间镂空区域为膜改性区域，板厚可用于容纳水相聚合液与有机相聚合液；步骤二①中所述的吹干膜表面为：利用气枪喷出氮气将膜表面的水吹干，仅在膜孔内部留存部分去离子水，避免水相聚合液深入渗透膜孔。
9.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤二②中所述的去除表面残留液滴为利用气枪喷出氮气轻轻吹脱表面残留液滴，仅在膜表面留存吸附的超薄液层。
10.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤二③中所述的紫外灯下反应为：在稳定运行10min的紫外光照下引发有机相中的光引发剂产生自由基，自由基在有机相和水相界面处引发带离子基团聚合物单体与交联剂进行聚合反应生成水凝胶层，同时间苯二胺与均苯三甲酰氯聚合生成聚酰胺层，紫外灯下反应的时间为1min～10min。
...【技术特征摘要】
1.一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的制备方法具体是按以下步骤完成的：
2.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的带离子基团聚合物单体为3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液、[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯和羧基甜菜碱丙烯酰胺中的任意一种或其中几种以任意比的组合。
3.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、n,n-亚甲基双(丙烯酰胺)和n,n-二甲基丙烯酰胱氨酸中的任意一种或其中几种以任意比的组合；步骤一①中所述的磁力搅拌为在300r/min下磁力搅拌0.1h～6h。
4.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的有机溶剂为isopar-g、苯、二甲苯、正己烷和环己烷中的任意一种或其中几种以任意比的组合。
5.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和二苯基乙酮中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种带电水凝胶聚酰胺双网络反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤二中①中所述的膜片...
【专利技术属性】
技术研发人员：王盼盼，陈满盛，马军，邱诗艺，闫佳莹，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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