[发明专利]一种复合反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合反渗透膜及其制备方法，属于水处理膜分离技术领域。

背景技术

早期的反渗透膜是改性醋酸纤维素在多孔材料上铸膜制备，所得到的反渗透膜透水量和脱盐率都较低。复合反渗透膜自商品化应用以来，因为其透水量高、盐透过率低、能耗低等优势，已经成为应用最为广泛的反渗透膜种。现有复合反渗透膜，其通用制备方法是首先在聚酯无纺布上刮涂一层高分子材料形成多孔膜作为支撑体，然后再利用界面聚合反应形成具有脱盐功能的聚酰胺表层（如US5160619、US4277344、JP63004803）。现有的复合反渗透膜，虽然已经具有较高的透水量和脱盐率，但是由于多孔支撑体使用单一材料（通常为PSf），其微孔结构的调节一般通过调节溶剂与非溶剂来实现，制备过程中可能需要用到较昂贵的溶剂，增加成本。而且，多孔支撑层与无纺布层结合强度很难提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合反渗透膜及其制备方法。

本发明所提供的一种复合反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将聚砜和聚苯砜溶解到溶剂中得到铸膜液；

（2）将所述铸膜液浇铸到无纺布上，然后置于凝固浴中进行凝胶成膜得到支撑膜，即得到由所述无纺布和所述支撑膜组成的支撑体；

（3）将所述支撑体分别浸渍在溶液a和溶液b中，在所述支撑体上得到聚酰胺层，即得到所述复合反渗透膜；

所述溶液a的溶质为芳香胺和/或脂肪胺，溶剂为水；

所述溶液b的溶质为芳香酰氯和/或脂肪酰氯，溶剂为有机溶剂。

上述的制备方法中，所述聚砜（PSf）可为聚醚砜（PES）或聚芳砜，所述聚砜的数均分子量可为8万~9万，如89000；所述聚苯砜的数均分子量可为7万~8万，具体可为75000。

上述的制备方法中，所述铸膜液中，所述聚砜和所述聚苯砜总的质量百分含量可为14~22%，具体可为16~20%、17%或18%；

所述聚苯砜占所述聚砜与所述聚苯砜总质量的0~40%，但所述聚苯砜的量不为零，具体可为0.05~10%、2.78%或2.94%。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述溶剂可为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基乙酰胺（DMAc）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）和二甲基亚砜（DMSO）中至少一种。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述方法还包括对所述铸膜液进行脱泡的步骤。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述凝固浴可为水、醇化合物、醚化合物和酮化合物中至少一种；

所述醇化合物具体可为甲醇或乙醇；所述醚化合物具体可为乙二醇甲醚或乙二醇二甲醚；所述酮化合物具体可为丁酮。

上述的制备方法中，步骤（3）中，所述支撑体浸渍在所述溶液a中的时间可为5~20秒，如10秒；

所述支撑体浸渍在所述溶液b中的时间可为2~10秒，如6秒。

上述的制备方法中，步骤（3）中，所述芳香胺可为对苯二胺、间苯二胺、均苯三胺、3,5-二氨基苯甲酸和1,2,4-三胺基本中的至少一种；所述脂肪胺可为乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、三（2-氨乙基）胺、二乙烯三胺、N-(2-羟乙基)乙二胺、己二胺、1,3-二胺基环己烷、1,2-二胺基环己烷、1,4-二氨基环己烷、哌嗪、1,3-双哌啶基丙烷和4-氨基甲基哌嗪中的至少一种；

所述芳香酰氯可为苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯和均苯三甲酰氯中的至少一种；所述脂肪酰氯可为丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、戊二酰氯、己三酰氯、己二酰氯、癸二酰氯、癸三酰氯、环丙烷三酰氯、环丁烷二酰氯、环丁烷四酰氯、环戊烷二酰氯、环戊烷三酰氯、环戊烷四酰氯、环己烷二酰氯、环己烷三酰氯、环己烷四酰氯、四氢呋喃二酰氯和四氢呋喃四酰氯中的至少一种；

所述有机溶剂可为含有4～12个碳原子的脂肪烃、环脂烃和芳香烃中的一种或几种，如环己烷。

所述溶液a中，所述芳香胺和/或脂肪胺的质量百分含量为1～6%，具体可为4.0%或4.2%，所述溶液b中，所述芳香酰氯和/或脂肪酰氯的质量百分含量为0.05～0.5%，具体可为0.105%或0.12%。

本发明还提供了由上述方法制备得到的复合反渗透膜；

所述复合反渗透膜由所述无纺布、所述支撑膜和所述聚酰胺层依次叠加组成，其中所述支撑膜的厚度为25~100μm，如50m或60μm，所述聚酰胺层的厚度为30~300nm，如100~200nm。