[发明专利]一种具有分离功能的复合正渗透膜及其制备方法

说明书

一种具有分离功能的正渗透膜及其制备方法，通过在聚合物基膜上制备具有一多价分离特性的特种正渗透膜，增大正渗透膜通量的同时可以实现汲取液中一多价离子进行分离，使得一价离子可以渗透过膜进入原料液，而多价离子不能通过，这种特种正渗透膜在浓盐水浓缩与改变浓盐水中不同盐离子比例具有特殊的应用价值。本发明的特种正渗透膜，不仅具有浓缩功能还具有调节水中盐组分比例的功能，随着国内工业废水零排放项目的推进，具有一多价分离功能的特种正渗透膜具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种具有分离功能的正渗透膜及制备方法，这种正渗透膜在浓盐水浓缩与改变浓盐水中不同盐离子比例具有特殊的应用价值。

背景技术

正渗透是一种新型的膜分离处理技术。正渗透是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧区域通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)—侧区域的过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution)，另一种为具有较高渗透压的驱动液(Draw solution)，正渗透正是应用了膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，才使得水能自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达驱动液—侧。其特点在于不用外加压力即可达到目标体系的分离，抗污染能力强、常温常压下即可操作，是一种节能环保、可持续发展的分离方式。

近几年来正渗透膜分离技术吸引了很多研究者的目光。与超滤、反渗透技术相比，它从过程本质上具有许多独特的优点，如低能耗、膜污染轻、分离效果好。由于这些特点，使得它在污水回用中广阔的应用前景，如海水淡化、生活污水回用、钻井废水处理、污泥脱水、厌氧消化液浓缩、石油和天然气生产废水回用等。

常用的正渗透膜结构为在较厚的支撑层(一般为相转化法制备的超滤膜或正渗透膜)上，用界面聚合的方法形成一层聚酰胺致密层。现有制备的正渗透膜都是力图提高水通量降低盐的返混通量。如中国专利CN105597574A“一种复合正渗透膜的制备方法”，通过静电纺丝制备纳米复合膜，对盐有较好的截留率通量得到很大的提高。另外中国专利CN106492657A“一种复合正渗透膜的制备方法”，通过在基膜中加入纳米管来制备正渗透膜，正渗透膜的通量得到很大的提高。但是在实际应用中，可以利用盐的返混量来改变正渗透膜两侧水中盐组分的比例，达到特殊的用途，通过正渗透实现浓缩与盐组分的重新分配目前还没有相关的研究。

发明内容

本发明的目的是提供了一种具有分离功能的复合正渗透膜及其制备方法，通过在聚合物基膜上制备具有一多价分离的特种正渗透膜，增大正渗透膜通量的同时可以实现将汲取液中一多价离子进行分离，使得一价离子可以渗透过膜进入原料液，而多价离子不能通过，这种特种正渗透膜在浓盐水浓缩与改变浓盐水中溶质比具有特殊的应用价值。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种具有分离功能的复合正渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将多孔支撑层与含有两个或两个以上反应性氨基化合物的水相溶液中接触；

(2)用橡胶辊除去经过水相浸润后的多孔支撑层表面多余的水相溶液；

(3)将经过步骤(2)处理后的多孔支撑层与含有两个或两个以上酰氯基的酰氯化合物的有机相溶液接触；

(4)热处理、水洗后制得复合正渗透膜。

本发明进一步的改进在于，步骤(1)中多孔支撑层是截留分子量为3～5万的聚砜多孔支撑层、聚醚砜多孔支撑层、磺化聚醚砜多孔支撑层、聚丙烯多孔支撑层中的一种；

步骤(1)中含有两个或两个以上反应性氨基的化合物为芳香族多官能胺、脂肪族多官能胺、脂环族多官能胺、多元醇胺中的一种或几种。