[发明专利]一种正渗透膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种正渗透膜及其制备方法，本发明首先采用牺牲层联合铸造方法制备底部大孔的聚砜支撑层，然后采用紫外接枝的方法将亲水性的PSMP聚合物接枝到PSf支撑层的底部和孔内壁，最后采用界面聚合的方法在聚砜支撑层顶部制备活性皮层，得到正渗透膜。本发明利用紫外辐照接枝亲水性PSMP聚合物的方法只对多孔支撑层的底部和孔的内壁进行亲水性改性，这样既保持了活性皮层的稳定性，又近一步提高了正渗透膜的透水性能。本发明操作步骤简单易行，效果稳定明显，透水性好，且正渗透的分离选择性有很大提高。

技术领域

本发明涉及正渗透技术领域，尤其涉及一种正渗透膜及其制备方法。

背景技术

目前，人们为了获得足够的淡水供给采取了海水淡化、废水回收等各种水处理方法，但是却以消耗大量能源为代价，因此减小实际能耗与溶液的热力学最小分离能之间的差距一直是研究的热点。其中，正渗透是一种新兴的脱盐和分离技术，它是利用半透膜两端渗透压的不同来实现溶液的自发分离。近年来正渗透已经被应用于很多领域，例如：海水脱盐、污水处理、浓缩垃圾渗滤液等。在水处理领域中，相比于传统技术如微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜过程，正渗透过程具有低能耗、低污染趋势、易清洗等优势。然而，正渗透仍然面临着许多问题，其中浓差极化是影响正渗透性能的主要问题之一，浓差极化现象是膜分离过程中普遍存在的，由于半透膜具有截留作用，原料液中未能透过半透膜的部分在膜表面积累或者是由于膜的非均一结构造成的溶质在膜内部的积累而显著的降低了渗透压，从而降低了正渗透的性能。

正渗透膜是由活性皮层和多孔支撑层构成，近年来，大量的研究致力于改进膜的支撑层的结构和性能来减少浓差极化现象以提高正渗透膜性能。例如：通过改变铸膜液的溶剂、聚合物的组成和浓度得到具有指状结构的支撑层，或者加入具有亲水性的物质得到亲水性的支撑层。由于亲水的支撑层孔壁表面能被溶液有效润湿，从而促进质量传递减少浓差极化。但是在支撑层亲水性改性中也存在以下几个方面的问题：（1）亲水性的支撑体机械稳定性降低、易在水中溶胀；（2）影响界面聚合反应或改变活性皮层的性质。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种正渗透膜及其制备方法，旨在解决现有支撑层亲水性改性存在亲水性的支撑体机械稳定性降低、易在水中溶胀，影响界面聚合反应或改变活性皮层的性质的问题。

本发明的技术方案如下：

一种正渗透膜的制备方法，其中，包括：

步骤A、分别配置聚砜溶液和聚醚酰亚胺溶液，并分别将所述聚砜溶液和聚醚酰亚胺溶液在60-80℃下搅拌6-7小时；

步骤B、将聚醚酰亚胺溶液在玻璃板上刮制成聚醚酰亚胺薄膜，然后将聚砜溶液在聚醚酰亚胺薄膜上刮制成聚砜薄膜；

步骤C、撕去所述聚醚酰亚胺薄膜得到聚砜支撑层，将靠近聚醚酰亚胺薄膜的一面作为所述聚砜支撑层的底部；

步骤D、将聚砜支撑层放入二苯甲酮的甲醇溶液中浸泡1.5-2.5小时，取出所述聚砜支撑层放入SMP溶液中，所述聚砜支撑层的底部朝向紫外灯，在紫外灯照射下在所述聚砜支撑层的底部和孔内壁接枝PSMP聚合物；

步骤E、分别配置间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯正己烷溶液，将步骤D得到的聚砜支撑层顶部浸泡于间苯二胺水溶液3-10分钟；然后再将得到的聚砜支撑层顶部浸泡于均苯三甲酰氯正己烷溶液1-3分钟。在聚砜支撑层顶部制备得到活性皮层。

所述的正渗透膜的制备方法，其中，所述步骤A中，所述聚砜溶液由N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇400和聚砜配置得到。

所述的正渗透膜的制备方法，其中，所述步骤A中，所述聚醚酰亚胺溶液由N-甲基吡咯烷酮和聚醚酰亚胺配置得到。