[发明专利]一种超支化聚合物聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种端氨基超支化聚合物复合反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜是一种压力驱动膜，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过，广泛应用于纯水及高纯水制备、饮用水制备、中水回用、垃圾渗滤液处理、海水淡化等领域。目前，商业化反渗透膜大多是复合膜，一般是采用界面聚合技术在多孔支撑层表面复合超薄的致密层而得到的。多孔支撑层又称基膜，起增加机械强度的作用；致密层也称表皮层，起脱盐作用，故又称脱盐层。目前已知公开的有芳香族聚酰胺复合膜、脂肪族聚酰胺复合膜等。但是目前所研究的反渗透膜普遍存在脱盐率较高但是通量相对较低的问题。

超支化聚合物(hyperbranched polymer)是一种具有特殊大分子结构的聚合物，具有新奇的三维空间孔道结构、独特的性能和潜在的应用前景，使得这类聚合物受到广大研究者的重视与青睐，被视为21世纪聚合物科学发展的重要方向。超支化聚合物分子链不易缠结、含有大量活性官能团，具有粘度低、溶解性好等独特的优点，广泛应用于农业、医药、液晶、功能材料、生命科学、化妆品、涂料业、油漆业等领域。超支化聚合物具有特殊空间结构，可用于制备高通量、高脱盐率的反渗透复合膜，但是目前现有技术并没有公开利用超支化聚合物来制备复合反渗透膜的工艺及方法。

发明内容

本发明就是要克服现有技术的不足，利用超支化聚合物具有特殊空间结构的特性，提供一种通量大且脱盐率高的超支化聚合物聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法。

首先，本发明提供一种超支化聚合物聚酰胺复合反渗透膜的技术方案：其由多孔支撑层以及其表面通过界面聚合形成的聚酰胺脱盐层，所述的聚酰胺脱盐层为超支化聚合物聚酰胺层，所述的超支化聚合物聚酰胺层由端氨基超支化聚合物、多元胺以及芳香族酰氯通过界面聚合形成。

上述方案可进一步优选为：

所述的超支化聚合物是分子量为2000~5000端氨基超支化聚合物；所述的超支化聚合物聚酰胺层厚度为30nm~200nm。

所述的多孔支撑层为聚丙烯腈、聚醚砜、改性聚偏氟乙烯以及聚砜微滤膜或者超滤膜中的任意一种，所述的多孔支撑层厚度为60μm~120μm。多孔支撑层可以自己制备或市场购得。

所述的复合反渗透膜为平板膜、中空纤维膜或管式膜；所述复合反渗透膜的孔径分布为0.5~10nm。

接着，提供上述超支化聚合物聚酰胺复合反渗透膜的一种制备方法，其包括以下步骤：

（1）、在已清洗干净的湿态多孔支撑层表面浸涂超支化聚合物与线性多元胺的混合水溶液，然后去除表面液体，所述浸涂的时间为3 s~300 s；所述的超支化聚合物与线性多元胺混合水溶液总的质量分数为2%~10%；所述的超支化聚合物是分子量为2000~5000端氨基超支化聚合物；所述的线性多元胺为二乙胺、三乙胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、哌嗪、4-氨基甲基哌嗪、间苯二胺、邻苯二胺以及对苯二胺中的至少一种；

（2）、将涂有端氨基超支化聚合物与线性多元胺混合水溶液的多孔支撑层表面与芳香族酰氯的有机溶液相接触，进行界面聚合后在多孔支撑层的表面得到聚酰胺层，所述界面聚合的时间为3s~120s；所述的芳香族酰氯有机溶液的质量分数为0.05%~2%，所述的芳香族酰氯为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、临苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯以及苯二磺酰氯中的至少一种，所述的有机溶液的溶剂为含有4~10个碳原子的脂肪烃中的至少一种；然后沥除表面的残余反应溶液，并在室温下阴干，所述阴干的时间为4s~300s；

（3）、将步骤（2）所制备的具有聚酰胺层脱盐层的多孔支撑层采用以下四种溶液依次漂洗最后烘干即得到复合反渗透膜；所述的溶液依次为：质量分数为3%~15%的a溶液，所述的a为马来酸、马来酸酐、柠檬酸、草酸、乳酸中的任意一种；质量分数为3%~15%的 b溶液，所述的b为甲醇或者乙醇；质量分数为0.05%~5%的c溶液，所述的c为纳米二氧化钛载银、纳米氧化锌、纳米银、纳米二氧化钛中的任意一种；质量分数为5%~10%的d溶液，所述的d为甘油、樟脑磺酸、亚硫酸氢钠中的至少一种。

上述方案可进一步优选为：

所述的端氨基超支化聚合物与线性多元胺混合水溶液总的质量分数为3%~5%；所述的芳香族酰氯有机溶液的质量分数为0.1%~0.3%；所述的芳香族酰氯优选为均苯三甲酰氯；所述的有机溶液的溶剂优选为正己烷。