[发明专利]分离层为多层交替复合的聚酰胺/聚乙烯醇/聚酰胺复合膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机物/水混合物、有机物/有机物混合物以及水处理领域的膜的制备，尤其涉及渗透汽化(PV)分离用的一种分离层为多层交替复合的聚酰胺/聚乙烯醇/聚酰胺(PA/PVA/PA)复合膜的制备方法。

背景技术

复合膜通常是由支撑层和分离层构成的，支撑层为非对称的或对称的多孔膜，对所复合的分离层起到机械增强作用和支撑作用；分离层决定着复合膜的高效分离性能，可由结构为致密无孔、厚度为极薄的一层或多层复合物构成。渗透汽化膜主要通过在多孔支撑层上复合具有高度选择性的高分子膜层即分离层来实现有机物水溶液的分离，其分离性能主要由膜的选择性(或透过膜的渗透液浓度)和渗透通量来表征。

Shu-Hsien Huang，Chi-Lan Li，Chien-Chieh Hu等的的文章“Polyamidethin-film composite membranes prepared by interfacial polymerization forpervaporation separation”(《Desalination》2006，200：387～389)报导了通过界面缩聚法在聚丙烯腈(PAN)支撑膜上复合一聚酰胺(PA)薄层得到用于渗透汽化分离异丙醇/水混合物的PAN/PA复合膜。

Shu-Chin，Fan，Chi-Lan Lib，Yi-Chieh Wangb等的文章“Application ofaromatic polyamide membranes for pervaporation and vapor permeation”(《Desalination》2002，148：43～48)报导了将[4-(4-苯氧基胺)苯基]联二甲苯(BAPDM)和4，4-六氟代异丙基亚基二苯甲酸(6FDAc)直接缩聚而得的PA膜，该复合膜用于乙醇/水溶液的分离。

中国发明专利申请200510061834.4公开了一种聚乙烯醇/聚酰胺复合膜的制备方法，通过以反渗透(RO)用的PA膜为支撑膜，采用涂敷法制备PVA/PA复合膜的方法，并用于分离有机物/水溶液。

中国发明专利申请200610053308.8公开了一种多层聚酰胺复合膜的制备方法，以RO用的PA膜为支撑膜，通过界面缩聚法制备多层PA复合膜的方法，用于有机物/水溶液的分离。

上述文献表明，现有研究的复合膜的分离层都是采用单一的膜材料例如聚乙烯醇或聚酰胺、经过单一的成膜方法例如涂敷法或界面缩聚法制备，存在难以保证复合膜在具有较高分离性能的同时具有较大的渗透通量。

发明内容

本发明提供了一种以液体分离即反渗透(RO)或纳滤(NF)用的聚酰胺(PA)膜为支撑膜，通过浸涂法与多次界面缩聚法相结合的工艺来制备分离层为多层交替复合的PA/PVA/PA复合膜的方法，使商品的PA复合膜经过两道工艺的改进以适应渗透汽化分离的需求。

一种分离层为多层交替复合的聚酰胺/聚乙烯醇/聚酰胺(PA/PVA/PA)复合膜的制备方法，包括：

(1)、PVA/PA复合膜的制备

在浓度为1.0～4.0wt％的PVA水溶液中加入交联剂戊二醛，戊二醛用量为PVA水溶液重量的3～5％，搅拌混匀，静止脱泡，得PVA铸膜液，将PA复合膜浸入到PVA铸膜液中，待PA膜完全浸透铸膜液后取出，膜的表面就会附着一薄层PVA铸膜液，然后置于环境温度下晾干，得到呈凝胶状的PVA/PA复合膜；将凝胶状的PVA/PA复合膜置于温度为110～170℃下热处理进行化学交联，热处理时间为0.5～2h，使PVA薄层固定在PA支撑膜上；得到PVA/PA复合膜。

所述的凝胶状PVA/PA复合膜的热处理温度优选130～150℃，凝胶状的PVA/PA复合膜热处理时间优选1.0～1.5h；

所述的PVA水溶液的重量百分比浓度优选2.0～3.0wt％，交联剂戊二醛的用量为PVA水溶液重量的3wt％；

所述的PA复合膜为液体分离即反渗透(RO)海水淡化用或纳滤(NF)软化用的商品聚酰胺(PA)复合膜。目前，商品PA复合膜都是以多孔聚砜膜为支撑材料，通过界面缩聚形成芳香族或脂肪族的PA复合膜。

(2)聚酰胺复合膜的界面缩聚