[发明专利]用壳聚糖制备超低压耐污染复合反渗透膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于膜法水处理领域，具体涉及到能在超低压力下应用的具有耐污染性能的复合反渗透膜的生产方法。

背景技术

目前普遍的反渗透复合膜是在无纺布聚砜支撑层上通过界面聚合形成一层聚酰胺分离层(例如中国专利CN1724130A号，中国专利CN1370796A号等)。

虽然上述的聚酰胺复合薄膜具有很好的分离性能和透过性能，但是却不能回避当前的膜污染问题，例如由于悬浮物质或溶解物质在膜表面的吸附或附着造成透过流量的下降，由于膜污染问题的存在，为了得到一定流量的透过液，必须频繁地调整压力，在污染严重后还需要频繁地进行洗涤。

而且最近几年，希望将反渗透膜应用于以表面活性剂为代表的有机物污染的水处理中，这就必须使膜除了具有高的反渗透膜性能(高截盐率，高水通量)以外，为了长期保持高水通量还需要高的耐污染性能。

例如中国专利公开号CN1213985A中公开了一种”反渗透复合膜以及用它进行反渗透处理水的方法”，其中反渗透复合膜是一种低污染复合反渗透膜，使用PVA来涂覆聚酰胺层表面，但是由于PVA分子没有被交联，因此在膜片的使用过程中PVA容易逐渐溶于水中，最终失去其保护层的作用。

中国专利公开号CN1923348A，公开了一种”低污染复合反渗透膜的生产方法”，该方法中在聚砜支撑层涂敷一层亲水性，然后通过界面聚合形成一层聚酰胺分离层，最后在聚酰胺分离层上再涂覆一层亲水性的物质，虽然该方法在一定程度上解决了膜的耐污染问题，但是该膜的操作压力仍然为传统的苦咸水处理压力(1.6MPa)，在节能上没有太大的改进。

壳聚糖是一种天然氨基多糖，其衍生物主要有甲壳质，壳聚糖，甲壳素与纤维素的化学结构相似，均含有葡萄糖β-1-4糖苷键的长链结构，只是在葡萄糖环的C2的位置取代基团不同。壳聚糖可由甲壳素脱除乙酰基来制取，它广泛存在于虾、蟹和昆虫外壳中，是一个有着广泛实用价值的资源。作为一种天然高聚物，与其它高分子相比，它具有可生物降解、无毒性、具有良好生物相容性等特点。作为固定酶的载体，由于其原料易得，价格低廉，机械性能良好，化学性能稳定。因此在膜制备方面有着很大的应用前景。

利用壳聚糖制备的反渗透膜与其它材料的膜相比有很多突出的特性，对碱土金属盐的脱除率比碱金属盐还高，这是醋酸纤维素膜无法比拟的，因此它是硬水软化更优越的反渗透膜材料；壳聚糖在碱性环境下不发生水解，在干燥保存或者水中长期浸泡后膜材料的结构不发生变化，膜性能的变化很小，这也是醋酸纤维素和聚酰亚胺不如壳聚糖的地方。

中国专利公开号CN1375350A中公开了一种”N-乙酰化壳聚糖反渗透膜制造”，该专利中利用壳聚糖直接铸造制备反渗透膜，该法制备的反渗透膜的操作压力比较低，仅为0.45MPa，因此限制了它的使用范围。

发明内容

本发明的目的是在苦咸水等水处理工业中，使聚酰胺反渗透膜能够在超低压操作下具备很高的耐污染性能，对于工业应用能够节省大量的能耗，而对分离层进行亲水性涂覆，制备出高耐污染性能的反渗透膜。

在以锅炉补给水为代表的苦咸水方面的水处理应用中，一般采用低压操作的反渗透膜(1.5MPa)，水通量在1.1～1.3m³/m²·d左右，如果保持产水通量变化不大的情况下，能够降低膜的操作压力，那么对于工业处理苦咸水工程，将会节省很大的能源。

为了达到上述的目的，本发明在聚酰胺薄膜上涂覆一层壳聚糖溶液，通过交联壳聚糖分子，使该方法制备的反渗透膜除了具备很高的耐污染性能，还具有很长的使用寿命。

本发明的超低压耐污染复合反渗透膜，用1500ppm NaCl溶液，PH为7，压力为0.75MPa条件下检测，得到的截盐率为99.5％，水通量1.1m³/m²·d。

本发明的目的具体可以通过以下措施来达到：

一种用壳聚糖制备超低压耐污染复合反渗透膜的方法，包括如下步骤：

(1)A溶液的配置：将脱乙酰度大于90％的壳聚糖溶解于乙酸中，除去溶液中的固体杂质，得到A溶液；具体为将脱乙酰度大于90％的壳聚糖溶解于乙酸中，在20～70℃的条件下搅拌10min～2h，静置后过滤除去溶液中的固体杂质，配置成浓度范围在1～10％的溶液，得到A溶液。