本发明专利技术涉及一种新型的含联苯结构的芳香聚酰胺反渗透复合膜。它是利用含有联苯结构的芳香族多元酰氯和芳香族多元胺在聚砜支撑层上进行界面缩聚制备的。这种膜的特征在于起分离作用的芳香聚酰胺中含有联苯结构，是第一次将联苯结构引入到反渗透复合膜的芳香聚酰胺链结构中。其对水通量和脱盐率可以得到很好的效果，进一步拓宽了聚酰胺反渗透复合膜的选择范围，可以应用于海水淡化，苦咸水脱盐，超纯水制备等领域。其通量可以达到４３．７ｌ／ｍ↑［２］.ｈ，截流可以达到９９．２％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水分离技术，具体是一种含联苯结构的芳香聚酰胺反渗透复合膜。
技术介绍
反渗透膜主要分为两大类一类是醋酸纤维素膜；另一类是芳香族聚酰胺膜。其中醋酸纤维素膜由于pH范围窄，易水解，操作压力要求偏高，性能衰减较快等原因，市场占有份额逐渐减少。而芳香族聚酰胺反渗透复合膜则有着脱盐率高，水通量大 应用pH范围宽，耐生物降解等优点，缺点是不耐游离氯氧化，占有了绝大多数市场份额。目前工业上生产的绝大多数芳香族聚酰胺反渗透复合膜是多元胺和多元酰氯在多孔支撑层上通过界面聚合制备。多元胺和多元酰氯界面缩聚得到的超薄芳香聚酰胺层起到了分离的作用，而多孔支撑层则提供必要的机械强度和耐压密性。自从1972年Cadotte J.E.等用界面聚合法制得第一张聚酰胺反渗透复合膜后，反渗透技术进入了一个高速发展的时期。在这期间，1977年美国北极星研究所在专利US4,039,440中报道了NS-100反渗透复合膜的制备方法和性能，这是反渗透技术发展的一个里程碑，它是第一种开发成功的非纤维素复合膜。其合成路线如下 NS-100反渗透复合膜的成功为反渗透复合膜的发展指引了一个方向，各种具有多胺基团的反应物被用来制备反渗透膜。Cadotte在专利US4,277,344中报道了采用均苯三甲酰氯和间苯二胺在多孔支撑层上界面聚合制备高通量和高截留的反渗透复合膜的方法。这种反渗透膜后来得到了最为广泛的应用，成为反渗透复合膜的代表。其合成路线如下 随后，各大公司又推出了各种型号的反渗透膜，具有代表性的是流体公司的TFCL系列反渗透复合膜，东丽公司的UTC-70，UTC-80，UTC-90等系列产品，海德能公司的CPA2反渗透膜等等。脱盐率和水通量是评价反渗透膜的两个重要参数，脱盐率R(％)定义为在一定的操作条件下，1减去渗透液中盐浓度(Cp)与进料液中盐浓度(Cf)之比，再乘以100。R(%)=(1-CpCf)×100]]>水通量定义为在一定操作条件下，单位时间内透过单位膜面积的水的体积，本专利技术中的单位为l/m2.h尽管膜技术已经取得了巨大的进步，但是现有的膜材料并不能满足人们的需求，在不损失脱盐率的条件下，膜的通量需要进一步提高，需要新的单体，新的材料的出现。目前市场上制备芳香聚酰胺反渗透膜的酰氯单体可以分为脂肪族和芳香族酰氯两大类，而芳香族酰氯几乎都只含有一个苯环。
技术实现思路
本专利技术提供一种含联苯结构的芳香聚酰胺反渗透复合膜，它是由聚砜支撑层及其上面的芳香聚酰胺功能层构成；所述的芳香聚酰胺功能层是由芳香族多元胺和含有联苯结构的芳香族多元酰氯界面缩聚得到的；所述的砜支撑层是由聚砜材料涂刮在聚酯无纺布上构成的；所述的含有联苯结构的芳香族多元酰氯是3，4′，5-联苯三酰氯、3，3′，5，5′-联苯四酰氯、3，4′，5-联苯三酰氯和3，3′，5，5′-联苯四酰氯的混合物、3，4′，5-联苯三酰氯和均苯三酰氯的混合物、3，4′，5-联苯三酰氯和间苯二甲酰氯的混合物、3，3′，5，5′-联苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物、3，3′，5，5′-联苯四酰氯和间苯二甲酰氯的混合物中的一种；芳香族多元胺可以是间苯二胺或间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物；其中，由3，4′，5-联苯三酰氯和间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为 式中X为-NH-CO-；Y对应为-COOH。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯和间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为 式中X为-NH-CO-；Y对应为-COOH。由3，4′，5-联苯三酰氯和间苯二甲酰氯的混合物与间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为 式中X为-NH-CO-；Y对应为-COOH。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯和间苯二甲酰氯的混合物与间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为 式中X为-NH-CO-；Y对应为-COOH。由3，4′，5-联苯三酰氯和均苯三酰氯的混合物，间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为 式中X为-NH-CO-；Y对应为-COOH。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物与间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图1。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯和3，4，5-联苯三酰氯的混合物和间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图2。由3，4′，5-联苯三酰氯，间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图3。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯，间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图4。由3，4′，5-联苯三酰氯和间苯二甲酰氯的混合物，间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图5。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯和间苯二甲酰氯的混合物，间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图6。由3，4′，5-联苯三酰氯和均苯三酰氯的混合物，间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图7。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物，间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式见附图8。由3，3′，5，5′-联苯四酰氯和3，4′，5-联苯三酰氯的混合物，间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，，其化学结构式见附图9。选择3，4′，5-联苯三酰氯和3，3′，5，5′-联苯四酰氯的混合物为芳香族多元酰氯，其中，3，4′，5-联苯三酰氯∶3，3′，5，5′-联苯四酰氯的优选的重量比为2∶1～4，更为优选的重量比为1∶1。选择3，4′，5-联苯三酰氯和间苯二甲酰氯的混合物为芳香族多元酰氯，其中，3，4′，5-联苯三酰氯∶间苯二甲酰氯的优选的重量比为4∶1～8，更为优选的重量比为1∶1。选择3，3′，5，5′-联苯四酰氯和间苯二甲酰氯的混合物为芳香族多元酰氯，其中，3，3′，5，5′-联苯四酰氯∶间苯二甲酰氯的优选的重量比为4∶1～8，更为优选的重量比为1∶1。选择3，4′，5-联苯三酰氯和均苯三酰氯的混合物为芳香族多元酰氯，其中，3，4′，5-联苯三酰氯∶均苯三酰氯的优选的重量比为4∶1～8，更为优选的重量比为1∶1。选择3，3′，5，5′-联苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物为芳香族多元酰氯，其中，3，4′，5-联苯三酰氯∶均苯三酰氯的优选的重量比为4∶1～8，更为优选的重量比为1∶1。选择间苯二胺和3，5-二胺基苯甲酸的混合物，其中间苯二胺∶3，5-二胺基苯甲酸优选的重量比为50～1∶1；更优选重量比为10～1∶1。含联苯结构的芳香聚酰胺反渗透复合膜的的制备方法的步骤和条件如下(1)、制备聚砜支撑层使用质量浓度为10～20％的聚砜，质量浓度为10～20％的制孔剂，质量浓度为0.01～0.05％表面活性剂溶于良溶剂中，涂刮在聚酯无纺布上，然后浸入水中除去良溶剂后得到支撑层。其截留分子量(MWCO)为2万左右，储存在去离子水中待用；其中，良溶剂至少可以包括N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮；制孔剂至少包括乙二醇独甲醚，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇中的一种，表本文档来自技高网...
【技术保护点】
含联苯结构的芳香聚酰胺反渗透复合膜，其特征在于，它是由砜支撑层及其上面的芳香聚酰胺功能层构成；所述的芳香聚酰胺功能层是由芳香族多元胺和含有联苯结构的芳香族多元酰氯界面缩聚得到的；所述的聚砜支撑层是由聚砜材料涂刮在聚酯无纺布上构成的； 所述的含有联苯结构的芳香族多元酰氯是３，４′，５－联苯三酰氯、３，３′，５，５′－联苯四酰氯、３，４′，５－联苯三酰氯和３，３′，５，５′－联苯四酰氯的混合物、３，４′，５－联苯三酰氯和均苯三酰氯的混合物、３，４′，５－联苯三酰氯和 间苯二甲酰氯的混合物、３，３′，５，５′－联苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物、３，３′，５，５′－联苯四酰氯和间苯二甲酰氯的混合物中的一种；所述的芳香多元胺是间苯二胺或间苯二胺和３，５－二胺基苯甲酸的混合物。其中，由３，４′，５－联苯三 酰氯和间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为：＊＊＊式中Ｘ为－ＮＨ－ＣＯ－；Ｙ对应为－ＣＯＯＨ（以下Ｘ都为－ＮＨ－ＣＯ－；Ｙ都为－ＣＯＯＨ）由３，３′，５，５′－联苯四酰氯和间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其 化学结构式为：＊＊＊由３，４′，５－联苯三酰氯和间苯二甲酰氯的混合物，间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为：＊＊＊由３，３′，５，５′－联苯四酰氯和间苯二甲酰氯的混合物，间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能 层，其化学结构式为：＊＊＊由３，４′，５－联苯三酰氯和均苯三酰氯的混合物，间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为：＊＊＊由３，３′，５，５′－联苯四酰氯和均苯三酰氯的混合物，间苯二胺制备的芳香聚酰胺功 能层，其化学结构式为：＊＊＊式中Ｘ为－ＮＨ－ＣＯ－；Ｙ对应－ＣＯＯＨ。由３，３′，５，５′－联苯四酰氯和３，４′，５－联苯三酰氯的混合物和间苯二胺制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为：＊＊＊式中Ｘ为 －ＮＨ－ＣＯ－；Ｙ对应－ＣＯＯＨ。由３，４′，５－联苯三酰氯，间苯二胺和３，５－二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为：＊＊＊式中Ｘ为－ＮＨ－ＣＯ－；Ｙ对应－ＣＯＯＨ。由３，３′，５，５′ －联苯四酰氯，间苯二胺和３，５－二胺基苯甲酸的混合物制备的芳香聚酰胺功能层，其化学结构式为：＊＊＊式中Ｘ为－ＮＨ－ＣＯ－；Ｙ对...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张所波，李磊，王献红，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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