[发明专利]一种反渗透复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，特别涉及反渗透复合膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜是一类高分子材料制备的，能够实现反渗透膜分离操作的人造半透膜。其作用原理是通过压力差为动力，从溶液中分离出溶剂。由于反神透明的膜孔径非常小，因此能有效的去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，具有耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点，已经被广泛应用于化工、水处理、海水淡化、医药等领域。

反渗透膜主要分为两大类：一类是具有非对称结构的醋酸纤维素膜；另一类是芳香族聚酰胺复合膜。其中，芳香族聚小安安反渗透复合膜具有脱盐率高，水通量大，应用pH范围宽且化学稳定性好等优点，广泛被适用。目前已经实现产业化的芳香族聚酰胺反渗透复合膜是由多元胺和多元酰氯在多孔支撑层上通过界面聚合技术制备的，所得到的聚芳香酰胺分离层厚度大约为200nm，其到了主要的脱盐分离作用，而多孔支撑层则提供必要的机械强度和耐压密性。

在反渗透复合膜中，控制复合膜分离性能的关键是复合膜最上层的聚酰胺超薄分离层，而水通量和脱盐率是评价反渗透复合膜性能的两个重要参数。目前，商业化的反渗透复合膜是由间苯二胺（MPDA）和均苯三酰氯（TMC）通过界面聚合方法制备得到，合成路线如下所示：

所述方法在界面聚合反应发生时，除了发生氨基与酰氯基团的聚合反应外，还伴随着酰氯的水解为羧基的反应，从而使复合膜的亲水性提高。采用上述方法制备的反渗透复合膜，表面残留的酰氯基团有限，如果降低间苯二胺的含量，使少量的酰氯基团与胺基反应，可以提高表面残留酰氯基团的含量，进而提高复合膜的水通量，但是这种方法不能保证复合膜具有核实的交联度，导致膜的脱盐率下降，这一矛盾一直无法解决。

另外，对反渗透膜的改进还主要集中在表面改性、添加纳米粒子及有机小分子等方面(如申请号为CN102886207A的中国专利)，但是水通量提高的幅度有限，有的虽然水通量提高了，但是脱盐率较低。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种反渗透复合膜，具有较高的水通量及脱盐率。

本发明公开了一种反渗透复合膜，包括：

支撑层；

活性分离层，设置于所述支撑层表面；

所述活性分离层由芳香多元胺与联苯多元酰氯通过界面聚合形成；

所述芳香多元胺包括1,3,5-均苯三胺和间苯二胺；

所述联苯多元酰氯如式（I）、式（II）、式（III）或式（IV）所示；

其中，n为1或2。

优选的，所述联苯多元酰氯为3,4',5-联苯三酰氯、3,3',5,5'-联苯四酰氯、2,2',5,5'-联苯四酰氯和2,2',4,4'-联苯四酰氯、2,4,3’,5’-联苯四酰氯、2,3,4’,6-联苯四酰氯和2,4,4’,6-联苯四酰氯中的一种或多种。

优选的，所述1,3,5-均苯三胺按照以下方法制备：

3,5-二硝基苯甲酰氯与叠氮化钠反应，得到3,5-二硝基苯甲酰叠氮；

将所述3,5-二硝基苯甲酰叠氮在无水甲苯中进行热重排，然后在弱碱的有机溶剂中进行水解，得到1,3-二硝基-5-苯胺；

将所述1,3-二硝基-5-苯胺与氢气在催化剂作用下反应，得到1,3,5-均苯三胺。

优选的，所述支撑层包括：

聚酯无纺布和设置于所述聚酯无纺布表面的聚砜材料层；

所述活性分离层形成于所述聚砜材料层表面。

本发明公开了一种反渗透复合膜的制备方法，包括以下步骤：

a)将芳香多元胺的水溶液倾倒在支撑层表面；

所述芳香多元胺包括1,3,5-均苯三胺和间苯二胺；

b)将联苯多元酰氯的有机溶液倾倒在所述芳香多元胺水溶液形成的液膜表面，得到具有活性分离层预制件；

所述联苯多元酰氯如式（I）、式（II）、式（III）或式（IV）所示；

其中，n为1或2；

c)将所述预制件干燥后得到反渗透膜。

优选的，所述芳香多元胺水溶液中芳香多元胺的质量体积浓度为1.5%～3.0%。

优选的，所述1,3,5-均苯三胺和间苯二胺的质量比为(0.05～1.50)：(1.45～2.95)。

优选的，所述联苯多元酰氯的有机溶液中所述联苯多元酰氯的质量体积浓度为0.05%～0.2%。