[发明专利]一种两性复合正渗透膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种两性复合正渗透膜，其包括：

多孔支撑膜，所述多孔支撑膜为超亲水聚偏氟乙烯膜；

形成在所述多孔支撑膜上的聚酰胺层；以及

通过两性离子化试剂与所述聚酰胺层的胺基基团反应而形成在所述聚酰胺层上的两性离子层。

2.根据权利要求1所述的两性复合正渗透膜，其特征在于，所述多孔支撑膜为儿茶酚衍生物修饰的氧化石墨烯改性的超亲水聚偏氟乙烯膜，优选为通过水蒸汽诱导相分离膜法制备的儿茶酚衍生物修饰的氧化石墨烯改性的超亲水聚偏氟乙烯膜；和/或

所述两性离子化试剂选自1,3-丙磺酸内酯、3-溴丙酸、4-溴丁酸、5-溴戊酸和7-溴庚酸中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的两性复合正渗透膜，其特征在于，所述两性复合正渗透膜以1mol/L氯化钠溶液为汲取液和以纯水为供给液时，纯水通量为1Lm^-2h^-1～100Lm^-2h^-1，优选为40L·m^-2·h^-1～70L·m^-2·h^-1，返混盐通量为1g·m^-2·h^-1～30g·m^-2·h^-1，优选为1g·m^-2·h^-1～25g·m^-2·h^-1。

4.一种权利要求1-3中任一项所述的两性复合正渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

1)提供多孔支撑膜；

2)通过含有水相单体的水相溶液与含有油相单体的油相溶液反应在所述多孔支撑膜上形成聚酰胺层；

3)通过两性离子化试剂与所述聚酰胺层的胺基基团反应在所述聚酰胺层上形成两性离子层，

优选地，所述水相单体选自间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺和哌嗪中的至少一种，所述油相单体选自均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯和邻苯二甲酰氯中的至少一种，所述两性离子化试剂选自1,3-丙磺酸内酯、3-溴丙酸、4-溴丁酸、5-溴戊酸和7-溴庚酸中的至少一种；

优选地，所述多孔支撑膜通过包括下述步骤的方法制备：

1a)提供含有氧化石墨烯、儿茶酚衍生物、多胺、聚偏氟乙烯和有机溶剂的混合溶液；

1b)使所述混合溶液形成液态膜；

1c)利用水蒸汽诱导所述液态膜发生相分离，从而部分脱除所述液态膜中的所述有机溶剂，得到凝胶膜；

1d)依次对所述凝胶膜进行醇浴处理和盐浴处理，得到所述多孔支撑膜。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，以所述有机溶剂的含量为100mL计，所述氧化石墨烯的含量为5mg～1g，和/或所述儿茶酚衍生物的含量为5mg～10g，和/或所述多胺的含量为5mg～10g，和/或所述聚偏氟乙烯的含量为5g～25g；优选地，

所述儿茶酚衍生物选自多巴胺、儿茶酚、单宁酸和胡桃醌中的至少一种；和/或

所述多胺选自聚乙烯亚胺、γ-氨基丙烯三乙氧基硅烷、氨基-笼型聚倍半硅氧烷中的至少一种；和/或

所述有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯和二甲基亚砜中的至少一种。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，

步骤1b)中，将所述混合溶液涂布在无纺布表面，从而使所述混合溶液形成液态膜；和/或

步骤1c)中，所述利用水蒸汽诱导所述液态膜发生相分离的方法包括将所述液态膜暴露在湿度为60％～100％的空气中5s～2h；和/或

步骤1d)中，所述醇浴处理中采用的醇选自C₁-C₄的醇，优选为甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的至少一种；和/或所述盐浴处理中采用的盐溶液为氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、氯化镁水溶液、硫酸镁水溶液和硫酸钠水溶液中的至少一种。