一种耐微生物污染的复合反渗透膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐微生物污染的复合反渗透膜及其制备方法，它包括无纺布层、聚砜支撑层和双层聚酰胺表层，在第一层聚酰胺表层上有用纳米无机抗菌颗粒改性的多元胺溶液与多元酰氯反应制成的含有纳米无机抗菌颗粒的第二层聚酰胺表层。与现有技术相比，本发明专利技术所制得的复合反渗透膜在聚砜支撑层表面生成一层完整和均一的聚酰胺膜层的基础上，同时在其表面又生成一层纳米无机抗菌颗粒修饰的聚酰胺膜层，提高了反渗透膜的耐微生物污染的性能，并增加了反渗透膜表层的厚度，增强了反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长了反渗透膜的使用寿命。本发明专利技术复合反渗透膜还具有易于制备和操作，且盐阻滞率和水渗透性高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于水处理技术领 域。
技术介绍
复合反渗透膜作为应用最广泛的反渗透膜品种，已知的结构是在多孔支撑体上形 成分离性能较好的聚酰胺表层(如US5160619)。现有的复合反渗透膜，虽然具有高的盐 阻滞率和水透过量等性能，但是膜污染问题依然是困扰复合反渗透膜应用的关键性问题之 一。经过科研工作者多年的研究，虽然复合反渗透膜的抗无机物污染和抗有机物污染的性 能得到了很大的提高，但对反渗透膜抗微生物污染的研究还处于起步阶段。微生物污染依 然是反渗透膜应用中最常见和最严重的问题，严重影响了反渗透膜的应用和推广。有专利 文献报道(如US6551，536B1)采用二氧化钛表面修饰反渗透膜具有较好的耐微生物污染的 性能，但是二氧化钛的加入破坏了脱盐层聚酰胺层的完整与均一性，因而该反渗透膜的盐 阻滞率不高。从复合型反渗透膜的应用等方面考虑，采用新型界面聚合法制备的反渗透膜 能在聚砜支撑层表面生成一层完整和均一的聚酰胺膜层的基础上，同时在其表面又生成一 层无机抗菌颗粒修饰的聚酰胺膜层，不仅可提高反渗透膜的耐微生物污染的性能，还将增 加反渗透膜表层的厚度，提高反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长反渗透膜的使用寿命，从 而拓宽反渗透膜的应用领域，并降低产品水的生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供。本发 明通过在聚酰胺表层上制备由纳米无机抗菌颗粒修饰的第二层聚酰胺表层，提高了复合反 渗透膜耐微生物污染的性能，增加了反渗透膜表层的厚度，提高了反渗透膜的耐机械损伤 的性能，延长了反渗透膜的使用寿命，并使其具有高水渗透性和高盐阻滞率。本专利技术的技术方案一种耐微生物污染的复合反渗透膜，包括无纺布层、聚砜支撑 层和双层聚酰胺表层，其特点是在第一层聚酰胺表层上有用纳米无机抗菌颗粒改性的多 元胺溶液与多元酰氯反应制成的含有纳米无机抗菌颗粒的第二层聚酰胺表层。所述的聚砜支撑层选自聚砜多孔支撑层、聚醚砜多孔支撑层、聚丙烯多孔支撑层、 聚乙烯多孔支撑层、聚偏四氟乙烯多孔支撑层。上述耐微生物污染的复合反渗透膜的制备方法为首先将聚砜支撑层与含有至少 两个反应性氨基的化合物的A溶液接触，用橡胶辊除去多余的溶液，在聚砜支撑层表面上 形成A溶液层；然后将此(附有A溶液层的)聚砜支撑层与含有至少两个反应性酰氯基多官 能性酰氯化合物的B溶液接触，形成第一层聚酰胺表层；有机溶剂挥发后再与含有至少两 个反应性氨基的化合物和纳米无机抗菌颗粒的C溶液接触，形成第二层聚酰胺表层，即得。前述A溶液、C溶液中所含至少有两个反应性氨基的化合物最好是选自芳香族、脂 肪族、脂环族多官能胺中的至少一种化合物。所述的芳香族多官能胺最好是间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、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、2，4_ 二氨基苯甲醚、阿米酚、苯 二甲基二胺中的至少一种；所述的脂肪族多官能胺最好是乙二胺、丙二胺、三(2-氨乙基) 胺中的至少一种；所述的脂环族多官能胺最好是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、烷基取代哌嗪中的至少一种。前述B溶液中所含至少有两个反应性酰氯基多官能性酰氯化合物最好是选自芳 香族、脂肪族、脂环族的多官能性酰氯化合物中的至少一种化合物。所述芳香族多官能酰氯化合物最好是均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰 氯、邻苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯中的至少一种；所述脂肪族多官能酰氯化合 物最好是丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、戊二酰氯、己三酰氯、己二酰氯化合物中的至少一 种；所述脂环族多官能酰氯化合物最好是环丙烷三酰氯、环丁烷二酰氯、环丁烷四酰氯、环 戊烷二酰氯、环戊烷三酰氯、环戊烷四酰氯、环己烷二酰氯、环己烷三酰氯、环己烷四酰氯、 四氢呋喃二酰氯、四氢呋喃四酰氯中的至少一种。前述纳米无机抗菌颗粒最好是选自银离子类抗菌剂、铜离子负载抗菌剂、锌离子 负载抗菌剂、纳米银颗粒、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂、二氧化钛等无机抗菌剂中的至少一 种抗菌颗粒。前述聚砜支撑层上形成的第一层聚酰胺表层与C溶液接触前，其表面的溶剂挥发 至干，即没有B溶液的溶剂残留在第一层聚酰胺表层上(肉眼所见没有B溶液的残留溶剂 存在)。聚砜支撑层与A溶液接触时间为5s 300s，附有A溶液层的聚砜支撑层与B溶液 接触时间为5s 300s，第一层聚酰胺表层与C溶液接触时间为5s 300s。前述A溶液、B溶液、C溶液中各含有重量百分比浓度为0 10%的甲醇、乙醇、异 丙醇、苯酚、联苯二酚、DMS0中的至少一种化合物；A溶液、C溶液中各含有重量百分比浓度 为0. 1 % 5 %的表面活性剂、1 % 3 %的三乙胺和1 % 6 %的樟脑磺酸；C溶液中纳米无 机抗菌颗粒的浓度为0. 30%。前述A溶液、C溶液的配制方法为取芳香族、脂肪族、脂环族的多官能胺中的一种 或几种溶解于水中，其在水溶液中的总重量浓度为0. 5% 5%，待多官能胺完全溶解于水 后，再向水溶液中加入重量百分比为0. 1 % 5 %的表面活性剂、0 10 %的甲醇、乙醇、异 丙醇、苯酚、联苯二酚、DMS0中的至少一种化合物、1 % 3%的三乙胺和1 % 6%的樟脑磺 酸，直接搅拌溶解后得A溶液；另加入0. 1 % 30%的纳米无机抗菌颗粒，搅拌溶解后得C 溶液。虽然A溶液与C溶液的配制方法相同，溶液组成也很接近，但A溶液与C溶液中所含 的反应性氨基化合物可以相同，也可以不同；同样，A溶液、C溶液中反应性氨基化合物的重 量百分比浓度虽然都在0.5% 5%的范围内，但两者的浓度可以相同，也可以不同。以上所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钠、N甲基吡咯烷酮、 月桂基磺酸钠中的至少一种化合物。前述B溶液的配制方法为取芳香族、脂肪族、脂环族的多官能酰氯化合物中的一 种或几种，按照总质量百分比为0. 05% 0. 5%的比例溶解于含有4 12个碳原子的脂肪 烃、环脂烃、芳香烃中的一种或几种化合物，再加入重量百分比为0 10%的甲醇、乙醇、异 丙醇、苯酚、联苯二酚、DMS0中的至少一种化合物，搅拌溶解后即得。本专利技术所制得的耐微生物污染的复合反渗透膜，在100 2000ppmNaCl水溶液、 10 225psi操作压力、温度0 45°C、PH值1 14的测试条件下，NaCl截留率为90 99. 9%，水渗透通量为5 50gfd。与现有技术相比，本专利技术所制得的复合反渗透膜在聚砜支撑层表面生成一层完整 和均一的聚酰胺膜层的基础上，同时在其表面又生成一层纳米无机抗菌颗粒修饰的聚酰胺 膜层，无机抗菌颗粒的存在增加了膜的抗微生物污染的能力和亲水性，因而提高了反渗透 膜的耐微生物污染的性能，并增加了反渗透膜表层的厚度，增强了反渗透膜的耐机械损伤 的性能，延长了反渗透膜的使用寿命。本专利技术复合反渗透膜还具有易于制备和操作，且盐阻 滞率和水渗透性高的特点。附图说明图1为实施例10所制得的复合反渗透膜的表面电镜图；图2为比较例1所制得的聚酰胺表层复合反渗透膜的表面电镜图；图3为本专利技术复合反渗透膜微生物污培养表面电镜图；图4为传统反渗透膜微生物污培养表面电镜图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但不作为对本专利技术的限制。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐微生物污染的复合反渗透膜，包括无纺布层、聚砜支撑层和双层聚酰胺表层，其特征在于：在第一层聚酰胺表层上有用纳米无机抗菌颗粒改性的多元胺溶液与多元酰氯反应制成的含有纳米无机抗菌颗粒的第二层聚酰胺表层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹昊，金焱，徐坚，
申请(专利权)人：北京时代沃顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]