[发明专利]一种具有互穿网络脱盐层的复合反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有互穿网络脱盐层的复合反渗透膜及其制备方法，属于纳米改性膜材料技术领域。 

背景技术

在全球水资源匮乏的时代背景和RO膜长期依赖进口的历史背景下，国内反渗透膜工业对国民经济的可持续发展和提升综合国际竞争力非常重要。国产膜的技术性能经过多年来的探索和积累已逐渐成熟，所以现在亟需开发出更多优质的反渗透膜品种。RO膜的技术指标分为膜片技术指标和膜元件技术指标，前者具有很强的说明意义，往上工序追溯可推知膜片的生产技术水平，往下工序延伸可卷制出相应技术指标的膜元件，而且后者在很大程度上依赖于前者，因此，膜片的技术指标非常重要。膜片技术指标主要有脱盐率和水通量，膜片技术指标和配方、生产工艺、过程控制直接相关，基本的配方是间苯二胺（MPD）与均苯三甲酰氯（TMC）通过界面聚合生成芳香聚酰胺层，即所谓RO层。使用不同的生产配方、生产工艺特别是后处理方法，会得到不同品质的膜片。 

纳米材料由于其大比表面积的特殊性质，使之在纳米和分子水平范围内具有特殊的应用性能，已成为材料科学中最为热门和前沿的研究领域。有机、无机杂化材料兼具聚合物的低密度、高韧性、可塑性以及无机材料的透明性、高折射率、表面坚硬性等诸多优良性质，因此，将有机、无机杂化纳米材料应用在复合反渗透膜上具有巨大的潜力和发展前景。 

CN102133507A公开了一种高脱盐反渗透复合膜，是在多孔支撑膜上通过多元胺与多元酰氯间的界面缩聚复合有一层聚酰胺类超薄脱盐层，在高分子脱盐层上通过溶液涂覆技术复合有一层含羧基和酰胺单元的高分子材料层。CN102553458A公开了一种大通量抗污染复合反渗透膜及其制备方法，是通过含环 氧基团单体的固化和多元醇单体的交联，经过高温处理，在包含有无纺布层、聚合物支撑层和聚酰胺功能层的基础反渗透膜表面形成交联致密网状涂层。CN102166482A公开了一种纳米功能化高分子超滤膜的制备方法，是将成膜高分子与成孔添加剂完全溶解后，加入预先制备的无机纳米溶胶，搅拌混合均匀，直接纺丝或者流延刮膜，再进入凝胶溶成膜。CN102500244A公开了一种海水淡化反渗透复合膜的制备方法，是将聚砜溶解在溶剂中，并通过涂刮在增强材料无纺布上，进入水中凝胶，然后漂洗后制备多孔支撑膜，然后将支撑膜移到水相浸渍槽、有机相浸渍槽中进行反应，最后经干燥，即可。CN101791522A公开了一种含碳纳米管的杂化反渗透复合膜的制备方法，在合成聚酰胺膜的单体溶液中添加碳纳米管，通过浸渍法制备含碳纳米管的杂化反渗透复合膜。以上专利文献中的复合反渗透膜都旨在达到提高水通量、脱盐率和低污染性等效果。但对于反渗透膜性能特别是其脱盐层结构与性质的更精确调控，目前专利所采用的技术很难达到要求。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高分子纳米凝胶互穿复合反渗透膜及其制备方法，实现了反渗透膜脱盐层结构与性质的更精确的调控。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 

一种具有互穿网络脱盐层的复合反渗透膜，包括多孔支撑层和脱盐层，其多孔支撑层由聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚亚苯基砜、改性聚亚苯基砜和聚氯乙烯中的任一种或几种经过常规非溶剂诱导溶液相分离形成，其特征在于：所述脱盐层由高分子纳米凝胶与聚酰胺互穿形成的立体网络组成，高分子纳米凝胶在脱盐层中的比例为0.5～40wt%。 

所述脱盐层所含的带电基团的种类和数量由高分子凝胶调节： 

带正电脱盐层由壳聚糖凝胶甲壳素凝胶、聚乙烯胺凝胶和聚二甲基二烯丙基氯化铵中的任一种或几种调节； 

带负电或电中性脱盐层由聚乙烯醇、聚丙烯酸凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯凝胶、聚甲基丙烯酸乙酯凝胶、聚甲基丙烯酸丁酯凝胶、胶原蛋白凝胶、聚乙二醇凝胶、聚氧化乙烯凝胶、纤维素凝胶、聚苯乙烯凝胶、聚有机硅凝胶、聚酰亚胺凝胶、 聚丙烯酰胺凝胶、聚乙烯基吡咯烷酮凝胶、聚N-乙烯基己内酰胺凝胶、聚乳酸凝胶、海藻酸凝胶、淀粉凝胶、聚乙烯胺凝胶、聚马来酸酐凝胶、聚丙烯酸异辛酯凝胶、聚甲基丙烯酸月桂酸凝胶、聚丙酸四羟丁酯凝胶、N-羟甲基丙烯酰胺凝胶、N-异丙基丙烯酰胺凝胶、聚环氧琥珀酸凝胶、聚亚乙基亚胺凝胶、卡拉胶、阿拉伯胶、透明质酸、黄原胶、果胶、瓜尔胶和田菁胶中的任一种或几种调节。 

制备上述具有高分子纳米凝胶互穿网络复合反渗透膜的制备方法，主要包括以下几个步骤： 

（1）在A溶液和/或B溶液的溶剂中预先加入分散性良好的亲水和/或亲油高分子纳米凝胶； 

（2）配制含间苯二胺和/或对苯二胺的水相A溶液，其浓度为0.5wt%～5wt%；