[发明专利]用于海水淡化的分离膜及其制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于海水淡化的分离膜及其制造方法，更具体地涉及具有优异的透水性和脱盐率的用于海水淡化的分离膜及其制造方法。

背景技术

用于海水淡化的分离膜(反渗透膜)有效用于通过在分子水平上分离水和去除盐来生产生活和工业用水。在用于海水淡化的分离膜中，决定性能的重要因素是用于海水淡化的分离膜的透水性和脱盐率。

其中，正在积极地研究将碳纳米管中的快速透水性能应用于用于海水淡化的分离膜。然而，在关于碳纳米管-聚合物复合分离膜的现有研究中，在不对碳纳米管进行预处理的情况下制造复合分离膜以改善透水性能，但是脱盐率趋于降低。

此外，如果应用普通碳纳米管，在制造分离膜时表面活性剂发生团聚，这损害了分散性。

为了解决上述问题，韩国专利登记第10-1123859号(专利文献1)已经提出了其中插入碳纳米管的反渗透膜及其制造方法，其中在制造反渗透膜时插入碳纳米管以改善反渗透膜的活性层的抗氯性。

此外，韩国未审查专利公开第10-2011-0098503号(专利文献2)已经提出了具有改善的抗氯性的聚酰胺反渗透膜及其制造方法，其中利用界面聚合将碳纳米管引入到聚酰胺反渗透膜活性层以改善抗氯性，其中将碳纳米管分散在极性溶剂中以增强反渗透膜活性层的抗氯性。尽管已经多次尝试在如专利文献1和2中包括碳纳米管时促进容易的分散，但是仍然存在由低脱盐率和团聚引起的分散性变差的问题。

相关文献

专利文献1：韩国专利登记第10-1123859号

专利文献2：韩国未审查专利公开第10-2011-0098503号

发明内容

技术问题

本公开涉及提供一种用于海水淡化的分离膜及其制造方法，其具有优异的透水性和未劣化的脱盐率。

技术方案

在一个一般性方面，本公开提供一种用于海水淡化的分离膜，其包括具有开放端部并涂覆有多巴胺的碳纳米管。

此外，碳纳米管可以具有1至2μm的平均长度和5至8nm的平均直径。

此外，当通过原子吸收光谱法来分析具有开放端部的碳纳米管时，碳和氧键合的结合能可以在288至290eV中具有峰。

在本公开的另一方面，提供一种用于制造用于海水淡化的分离膜的方法，其包括以下步骤：

1)通过热氧化获得具有开放端部的碳纳米管；

2)用多巴胺涂覆在步骤1)中获得的具有开放端部的碳纳米管；和

3)将在步骤2)中获得的碳纳米管分散在胺溶液中，并进行界面聚合以制得碳纳米管-聚酰胺复合分离膜。

另外，步骤1)的热氧化可以通过以下步骤来进行：

在800至1000℃使碳纳米管氧化1至3小时，同时对其注入惰性气体，然后

在常温下冷却碳纳米管以具有25至40℃的温度，然后

将碳纳米管加热至300至600℃的温度，并使碳纳米管在该温度下保持2至4小时，然后

对其注入惰性气体以将碳纳米管冷却至常温。

另外，当在步骤2)中涂覆具有开放端部的碳纳米管时，可以基于100重量份的具有开放端部的碳纳米管，使用1000重量份的量的多巴胺。

另外，胺溶液可以包含选自邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、哌嗪、乙二胺、尸胺及其混合物的至少一种胺。

有益效果

如果应用根据本公开的用于海水淡化的分离膜及其制造方法，可以提供具有优异的透水性和脱盐率的用于海水淡化的分离膜。

此外，由于在制造分离膜时改善了碳纳米管的分散性，所以可以提供具有改善的性能的用于海水淡化的分离膜。

附图说明

图1是显示根据制备例2的分散结果的照片和显示UV分光光度计的分析结果的图。

图2是显示其中未涂覆多巴胺的情况下的分散结果的照片和显示UV分光光度计的分析结果的图。

图3是显示根据实施例1利用热氧化处理过的、具有开放端部的碳纳米管的照片。

图4是显示根据对比例1的由于未进行热氧化处理其端部不开放的碳纳米管的照片。

图5是显示根据对比例1制备的分离膜的透水性的图。

图6是显示根据对比例3制备的分离膜的透水性的图。

图7显示根据是否进行热氧化处理的碳纳米管的热重分析(TGA)的结果。

图8是显示由于热氧化处理而在原子吸收光谱变化的峰的图。

图9是显示涂覆有多巴胺的碳纳米管的透射电子显微镜(TEM)图像。