[发明专利]一种高通量抗污染的反渗透膜的制备方法及所述膜的应用

说明书

【技术领域】

本发明涉反渗透膜，具体涉及一种经过改性处理的反渗透膜的制备方法，以及通过该方法得到的反渗透膜的用途。

【背景技术】

反渗透膜广泛应用于水处理领域，现在的商用膜大部分为聚酰胺复合膜。例如常用的聚酰胺反渗透膜，其技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等，具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

现有的反渗透膜由于其表面致密的脱盐层使得通量均较低，因此造成过滤效率较低，许多研究者在反应体系中加入各种添加剂，通过在界面聚合反应中影响反应的交联度或厚度等增加聚酰胺脱盐层的疏松度，从而提高膜的透水量。但这种方法一般对通量的提高幅度有限，同时，由于降低了脱盐层的致密度，通常会导致膜的脱盐率显著下降。例如在制备高通量RO膜的水相中添加小分子醇类或醚类，从而使其与有机相的酰氯单体参与反应，从而降低脱盐层的致密度。或者在油相中添加具有与聚酰胺溶度参数比较接近的非质子性溶剂(如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜等)以控制酰氯的水解程度，从而提高脱盐层的疏松度。但是这些方法对膜性能的提升效果并不显著，同时由于反应中引入的其他小分子的副反应导致生成较疏松的脱盐层，因此膜表面带入了更多的负电荷基团，会导致膜的抗污染性能下降。

【发明内容】

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，针对上述问题，提供一种高通量、抗污染的反渗透膜的制备方法，在提高膜性能(特别是膜通量)的同时确保足够高的脱盐率，同时通过改善膜表面的荷电性质而提高膜的抗污染能力。

本发明的原理是通过将含有至少两个反应性氨基的化合物的水溶液涂敷在多孔性支撑体上形成层，干燥后使多孔支撑体表面均匀地附着氨基化合物。然后使该层与具有至少两个反应性酰卤基的多功能性酰卤化合物的有机溶液接触，待有机溶液干燥后迅速再浸入改性剂中进行处理，再用纯水洗净，得到具有高通量和抗污染性能的反渗透膜。

为了实现上述目的，本发明提供一种高通量抗污染的反渗透膜的制备方法，该方法的步骤如下：

(1)

取多官能芳香族胺类化合物溶解于水中，获得以重量百分比计0.1％-10％的水相溶液，将支撑层浸泡在所述水相溶液中，取出后除去支撑层表面多余的水相溶液；

(2)

将步骤(1)的产物浸泡在油相溶液中，所述油相溶液是以重量百分比计0.02％-2％的多官能团酰氯在有机溶剂中的溶液，取出后除去表面多余的油相溶液，挥干后得到未经改性的反渗透膜；

(3)

将步骤(2)得到的反渗透膜浸泡在改性剂中浸泡10-600秒，取出后挥干膜片表面，漂洗后得到高通量抗污染的反渗透膜；所述改性剂选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲氨基乙醇、二乙氨基乙醇、2-氨基丙醇、二甲氨基异丙醇或3-氨基异丙醇。

根据一种优选的实施方式，步骤(1)的多官能芳香族胺选自间苯二胺、对苯二胺或邻苯二胺。

在本发明中，步骤(1)的支撑层是聚砜超滤膜。优选地，所述聚砜超滤膜对牛血清蛋白(约68kD)的截留率大于或等于90％

根据另一种优选的实施方式，步骤(2)的多官能团酰氯选自均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯或邻苯二甲酰氯中的一种或多种化合物的混合物。

优选地，步骤(2)的有机溶剂选自正己烷、环己烷、异构烷烃或正庚烷中的一种或多种有机溶剂的混合物。

在本发明中，步骤(3)的所述改性剂的含水量小于或等于5ppm。

优选地，步骤(1)和/或步骤(2)的浸泡是在室温下浸泡10-600秒。

本发明还提供上述制备方法得到的反渗透膜在污水深度处理、中水回收和优质饮用水制备中的用途

以下更详细地解释本发明的技术方案。

一种高通量抗污染的反渗透膜的制备方法，该方法的步骤如下：

(1)

取多官能芳香族胺类化合物溶解于水中，得到以重量百分比计0.1％-10％的水相溶液。将多孔结构的聚砜支撑层浸泡在水相溶液中，使多官能芳香族胺类化合物均匀涂覆在支撑层表面，取出支撑层后经过风干或晾干，除去支撑层表面多余的水相溶液。在该步骤中，可以在室温或通常的作业温度下进行浸泡，只要确保水相溶液彻底浸透支撑层即可，通常10-600秒均可。

在本步骤中，所述多官能芳香族胺选自间苯二胺、对苯二胺或邻苯二胺。

(2)