[发明专利]一种高性能反渗透海水膜的制备方法

说明书

本发明属于反渗透复合膜技术领域，一种基于新的高性能反渗透海水膜的制备方法。本发明是在聚砜底膜上，先涂覆一层含有含有能够溶解高分子聚合物的溶剂的水相溶液，放置阴干，再涂覆多元酰氯溶解于Isopar G(1种异构烷烃溶剂)中的油相溶液，然后将经过涂覆的膜在一定的温度下进行后处理，最后得到了高性能反渗透海水膜。其中水相溶液中含有溶于水的一种或多种能够溶解高分子聚合物的溶剂。本发明的优点是既保持了良好截留率，又大大提升了水通量，重现性较好，制备成本低廉。

技术领域

本发明属于反渗透复合膜技术领域，一种基于新的高性能反渗透海水膜的制备方法。

背景技术

随着淡水资源匮乏及水体污染等问题的日益严峻，反渗透技术在水处理过程中的应用越来越广泛，同时也对反渗透膜的性能提出了更高的要求。高通量、高截留率，并兼具耐污染性是反渗透膜材料的主要发展方向。然而，反渗透膜的各项性能之间往往存在着效益背反(trade-off)现象。利用传统的膜改性方法很难同时提高膜的各项核心性能。

反渗透膜是膜法海水淡化技术的核心，膜材料性质决定了膜的脱盐性能，从而影响整个过程的应用范围及运行成本。因为反渗透是一种压力驱动的分离过程，其操作压力必须大于浓盐水的渗透压，所以该部分能耗很难降低。因此，在相同操作条件下提高反渗透膜的水通量，同时保持膜对盐的高截留率，是减少过程能量消耗的必然选择。基于以上原因。高通量膜材料的研发目前已成为研究热点，高通量是未来反渗透膜的发展方向。因此，高通量、高盐截留率反渗透膜材料的制备及应用研究具有重要意义，如何协同膜制各、膜改性、新材料的研发等多种手段以调控和平衡膜的上述核心性能是反渗透膜研究领域亟待解决的关键问题。

本发明就是对反渗透致密分离层的膜材料进行改性，通过在水相溶液中添加能够溶解高分子聚合物的溶剂，通过严格控制溶剂的含量，使得再涂覆水相后，聚砜支撑层的分子链能够在溶剂的作用下适量的解缠。再涂覆油相后，溶剂能够充当塑料中增塑剂的作用使得通过界面聚合的聚酰胺分子链进行较有序的排列，增加水通量。

本发明的研究就是用能够溶解高分子聚合物的溶剂添加到水相溶液来制备高性能海水膜。

发明内容

本发明旨在提供一种新的高性能反渗透海水膜制备方法。本发明通过在水相溶液中添加能够溶解高分子聚合物的溶剂，并严格控制溶剂的含量，涂覆后倒掉多余的水相放置阴干，待阴干后再涂覆油相。这种新型高性能海水膜的制备过程是先在多元胺水相溶液中添加能够溶解高分子聚合物的溶剂，涂覆水相阴干后，再涂覆多元酰氯溶解于Isopar L(1种异构烷烃溶剂)中的油相溶液，通过界面聚合制备高性能海水膜。通过对水相各组分及种类进行优化选择，对后处理温度进行调控，制备出了高性能的海水膜。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种新的高性能反渗透海水膜的制备方法，其特征是：在聚砜底膜上，先涂覆一层含有含有能够溶解高分子聚合物的溶剂的水相溶液，放置阴干，再涂覆多元酰氯溶解于Isopar G(1种异构烷烃溶剂)中的油相溶液，然后将经过涂覆的膜在一定的温度下进行后处理，最后得到了高性能反渗透海水膜。其中水相溶液中含有溶于水的一种或多种能够溶解高分子聚合物的溶剂。

作为优选，能够溶解高分子聚合物的溶剂可含有N-N,二甲基甲酰胺，N-N,二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮，氯化亚砜，N-乙基吡咯烷酮中的一种或多种，且水相溶液中能够溶解高分子聚合物的溶剂的质量百分比为0.1-5％。

作为优选，上述制备方法中水相溶液中含有的高分子有间苯二胺(MPD)，哌嗪(PIP)，聚乙烯亚胺中的一种或多种，作为更佳选择，水相溶液的高分子为间苯二胺(MPD)，且间苯二胺(MPD)质量百分比为0.1-4％。