[发明专利]用于制造具有优异渗透通量特性的基于聚酰胺的水处理分离器的方法和通过其制造的水处理分离器

说明书

本发明涉及用于制造水处理分离膜的方法和通过所述制造方法制造的水处理分离膜，所述方法包括：在多孔支撑体上形成包含胺化合物的水溶液层；以及使包含酰卤化合物的有机溶液与所述水溶液层接触以形成聚酰胺活性层，从而提高渗透通量，其中所述有机溶液包含非极性溶剂和沸点为120℃或更高的两亲性溶剂。

技术领域

本申请要求于2014年9月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申 请第10-2014-0132125号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及用于制造基于聚酰胺的水处理分离膜的方法和通过使用 其制造的水处理分离膜，并且更具体地，涉及用于制造这样的水处理分离 膜的方法和通过所述制造方法制造的水处理分离膜：所述水处理分离膜包 含经胺化合物与酰卤化合物界面聚合的聚酰胺活性层。

背景技术

由于近来严重的水质环境污染和水短缺，开发水资源的新来源已经成 为所面临的紧急问题。对水质环境污染的研究的目的是高品质的住宅用水 和工业用水，以及各种生活污水和工业废水的处理，并且对使用具有节能 优点的分离膜的水处理工艺的关注增加。此外，预计环境法规的加速强化 推动激活分离膜技术。虽然传统的水处理工艺难以满足严格的法规，但是 分离膜技术确保了优良的处理效率和稳定的处理，并因此，预计在将来会成为水处理领域中的领先技术。

液体分离根据膜的孔分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗锡 (stannizing)、活性迁移、电渗析，等。其中，反渗透法是指通过使用半 透膜进行除盐工作的方法，所述半透膜渗透水，但对盐显示出不可渗透性， 并且当将溶有盐的高压水引入所述半透膜的一个表面时，已从其中除去盐 的纯水被释放进处于低压的另一个表面。

近来，规模为约10亿加仑/天的水已通过反渗透法经历除盐处理，并 且自使用反渗透的首例除盐处理在20世纪30年代公开以来，已进行了对 该领域中半透膜材料的大量研究。其中，因反渗透法的商业成功而主要使 用的是基于纤维素的不对称膜和基于聚酰胺的复合膜。在反渗透膜的初期 开发的基于纤维素的膜近期已倾向于很少使用，原因在于以下多个缺点： 可操作pH范围窄，膜在高温下变形，因高压的使用而需要大操作成本， 膜易受微生物损坏，等等。

同时，基于聚酰胺的复合膜通过如下方法来制造：在非织造织物上形 成聚砜层以形成微孔支撑体；将该微孔支撑体浸入间苯二胺(以下称作 mPD)水溶液中以形成mPD层；将所述微孔支撑体再浸入均苯三甲酰氯 (以下称作TMC)有机溶剂中，或者用所述有机溶剂涂覆所述微孔支撑 体以使所述mPD层与TMC相接触，并进行界面聚合以形成聚酰胺层。 通过使非极性溶液与极性溶液相接触，聚合仅在其界面处发生，并因此， 形成厚度非常小的聚酰胺层。与现有基于纤维素的不对称膜相比，基于聚 酰胺的复合膜对pH变化非常稳定，可在低压下操作，并且具有优异的排 盐率，并因此，基于聚酰胺的复合膜目前为水处理分离膜的主流。

同时，商业上使用水处理分离膜需要几个条件，并且所述条件之一为： 水处理分离膜需要具有高排盐率。水处理分离膜商业所需对微咸水的排盐 率为至少97％或更高。水处理分离膜的其他重要性质的实例包括：即使 在相对较低的压力下也使相对大量的水通过膜的能力，即，高通量特性。 然而，由于排盐率和渗透通量特性具有冲突性，因此实际上在制造具有优 异排盐率和渗透通量的水处理分离膜中存在许多困难。

发明内容

技术问题

已努力作出本发明以通过在聚合聚酰胺活性层的过程中使用酰卤化 合物和有机溶液的混合物来提供用于制造基于聚酰胺的水处理分离膜的 方法，所述水处理分离膜具有显著提高的渗透通量，所述有机溶液包含非 极性溶剂和沸点为120℃或更高的两亲性溶剂。

技术方案