[发明专利]复合半透膜

说明书

技术领域

本发明涉及用于选择性分离液体混合物的成分的复合半透膜及其制造方法。具体而言，涉及由分离功能层和支持该分离功能层的微多孔支持体所形成的、选择分离性优异的复合半透膜。

背景技术

存在有各种各样的用于除去溶解于溶剂（例如水）中的物质（例如盐类）的技术，但是近年来，作为节省能源和资源的低成本工艺，膜分离法在水处理领域中被积极采用。关于膜分离法所使用的代表性的膜，有微滤膜、超滤膜、纳滤膜（NF膜）、反渗透膜（RO膜）。

RO膜和NF膜几乎都是复合半透膜，它们中的大部分或者在微多孔性支持膜上具有凝胶层和通过使聚合物交联而成的薄膜层（分离功能层），或者在微多孔性支持膜上具有将单体缩聚而成的薄膜层（分离功能层），作为这些薄膜层的原材料，大多使用交联聚酰胺。其中，如专利文献1、2中所记载的那样，以下所述的复合半透膜由于其透水量、脱盐率易于变高，因此被广泛用于反渗透膜或NF膜，所述复合半透膜在微多孔性支持膜上被覆有薄膜层而形成，所述薄膜层由通过多官能胺与多官能酰卤的缩聚反应所获得的交联聚酰胺制成。

作为在使用RO和NF膜的水处理中的经济上的重要因素，除了脱盐性能之外，还有离子的选择分离性。例如，在使1价离子透过、并要阻止2价离子的情况下，如果使用选择分离性低的膜，则在膜的一侧离子浓度会过量地增加，从而膜的这一侧的渗透压就会增加。如果一侧的渗透压增加，为了保持膜两侧压力的均衡，离子会越来越多地透过膜，因此，为使脱盐后的水强制透过膜，就需要更大的压力。结果，需要高能量，从而水处理的成本增大。

目前的RO和/或NF膜相对于1价离子，2价离子的选择分离性不足，并且总体的脱盐率高，因此膜的两侧形成高渗透压，为了实现实用的流束，就需要更高的压力，即需要高能量，因此从节能的观点考虑是不足的。

另一方面，在材料领域，已知如专利文献3、专利文献4或非专利文献1所述的有机/无机杂化材料，该有机/无机杂化材料是利用分子间相互作用使亲水性有机聚合物和硅化合物的缩合产物复合化而得到的，然而目前并没有关于在工业用途上实用化了的例子的报告。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-180208号公报

专利文献2：日本特开2005-144211号公报

专利文献3：日本特开平11-310720号公报

专利文献4：国际公开WO2004/067611号小册子

非专利文献

非专利文献1：“Chemistry Letters”、第37卷、日本化学会、2008年、p580-581

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题点，本发明的目的是提供一种相对于1价离子，2价离子的选择分离性优异、并且长期耐性也优异的复合半透膜及其制造方法。

解决问题的手段

为了实现上述目的，本发明具有以下构成。

（Ⅰ）一种复合半透膜，该复合半透膜在微多孔性支持膜上具有分离功能层，其特征在于，所述分离功能层由侧链上具有酸性基团和通式（1）所示官能团的聚合物的缩合产物形成。

[化学式1]

（通式（1）中，n为1至4中的任一整数，R¹、R²分别任意地选自氢原子或碳数1至7的烃基，或者二者可以共价结合。R³为氢原子或者碳数1至4的任一烷基。）

（Ⅱ）上述（Ⅰ）所述的复合半透膜，其特征在于，所述酸性基团选自羧基、磺酸基以及膦酸基中的至少一种。

（Ⅲ）上述（Ⅰ）或（Ⅱ）所述的复合半透膜，其特征在于，所述聚合物由通式（2）所示化合物与至少一种具有酸性基团和可聚合双键的化合物聚合而得到。

[化学式2]

（通式（2）中，n为1至4中的任一整数，R¹、R²分别任意地选自氢原子或碳数1至7的烃基，或者二者可以共价结合。R³表示氢原子或碳数1至4的任一烷基，R⁴表示具有可聚合双键的官能团，Y-表示任意的阴离子。）

发明的效果

根据本发明，能够得到相对于1价离子，2价离子的选择分离性优异的复合半透膜。本发明的复合半透膜由于选择分离性优异，因此较传统的复合半透膜在经济上具有优势，另外即使连续地或间断地使含有氯的原水透过以进行膜的杀菌，也不会劣化到传统的复合半透膜那样的程度。