[发明专利]一种超低压反渗透膜的制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其是一种超低压反渗透膜制备方法和应用。

背景技术

反渗透是当今最先进、最节能的有效分离技术之一。反渗透膜通过截留水中的NaCl等盐类物质达到海水淡化、苦咸水脱盐及家用饮用水的纯化的目的。自从1979年John Cadotte具有革命性的发明(美国专利4277344)制得高脱盐率的RO膜以来，基于反渗透膜的工业卷式膜(spiral wound element)产业得到突飞猛进的发展。

目前，提高RO膜性能的主要途径是改变界面聚合的反应物组成，大致有以下几种方法、工艺：

1)在胺水相溶液中加入添加剂：如Nitto Denko Hydranautics的美国专利5254261，6171497介绍了加入胺盐和异丙醇；Saehan的美国专利6015495、6245234和6368507介绍了加入极性溶剂或胺盐及极性溶剂。

2)在TMC有机相加入添加剂：如Dow Chemical的美国专利6337018公开了以与TMC 2:1的量加入磷酸酯；Toray的美国专利6521130公开了加入3％具有总碳原子数8个以上的有机碳酸酯类物质。

3)后处理方法：Dow在US Patents 5658460，5755964中公开了后处理时加入胺类或胺盐类溶胀剂来提高最终RO膜的通量。CN1213985A在反渗透膜的表面上涂覆PVA，具有电中性，可抑制水中具有电荷的膜污染物质的静电吸附，从而提高聚酰胺复合膜的抗污染性。

上述改进后的RO膜在不同程度上提高了膜片各种性能，扩展了这些产品的应用范围，但本领域仍需要开发具有更优性能的水处理膜。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种超低压反渗透膜制备方法，以提高聚酰胺类复合反渗透膜功能层强度，增强其弹性模量，使反渗透膜卷制过程中更加耐压，使用寿命得以提升。

本发明采用的技术方案具体为：

一种超低压反渗透膜制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)配制间苯二胺(mPDA)水溶液；

2)配制均苯三甲酰氯(TMC)有机溶液；

3)将以PET无纺织物为支撑层的多孔基膜浸没在上述间苯二胺水溶液中；

4)将浸没过间苯二胺水溶液的基膜同上述均苯三甲酰氯有机溶液接触，进行界面缩聚反应。

5)热处理，60℃烘箱干燥3min。

6)纯水清洗10min。

所述步骤1)的mPDA水溶液中mPDA的含量范围为0.10-10.0％，优选地含量范围为1.0-9.0％，更为优选的含量范围为3.0-7.0％。

所述步骤1)间苯二胺水溶液中加入多官能团刚性单体，所述多官能团刚性单体包括多官能团刚性胺单体、多官能团刚性芴单体、多官能团刚性茚单体。多官能团刚性单体含量范围为0.01-10％。

更优的方案，所述多官能团刚性单体可选用下列种类的单体的一种：多官能团刚性胺单体、多官能团刚性芴单体或多官能团刚性茚单体；优选轮环藤宁、9,9-双(4-羟苯基)芴或5,5’-6,6’-四羟基-3,3,3’,3’-四甲基螺旋双茚。

所述步骤2)的均苯三甲酰氯有机溶液中均苯三甲酰氯的含量范围为0.05～1.0％，优选含量范围为0.1～0.2％，更为优选的含量范围为0.14～0.18％。

本发明所述的方法在常温常压(25℃、一个大气压)下进行。

本发明的有益效果：

1、通过在间苯二胺水溶液中加入多官能团刚性单体，制备出超低压反渗透膜，其具有较高的弹性模量。

2、本发明反渗透膜有效提升了复合膜水通量和脱盐率。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

为了描述方便，在以下实施例及对比例的陈述中，水通量单位GFD是加仑/平方英尺/天。在所有例子中，反渗透膜片测试条件为：NaCl盐水浓度为1500ppm，压力为150psi，温度为25℃。这是行业内通用的苦咸水的测试条件。

实施例1

在0.1％间苯二胺水溶液中加入0.01％轮环藤宁，在0.05％TMC有机溶剂的条件下所制得的超低压反渗透膜的性能。本组实施例中，所选用的多孔支撑基膜，实验步骤与方法，测试条件均与对比例中所述相同。

测试结果见表1。