[发明专利]一种抗污染复合膜的制备方法

说明书

本发明属于复合膜制备技术领域，提出了一种抗污染复合膜的制备方法。利用界面聚合反应后在复合膜皮层表面残留的酰氯基团，继续与多元胺的胺基发生脱HCl反应，使复合膜皮层表面多胺化荷正电，然后表面的部分胺基再与多元酸的羧基发生脱水缩合反应，表面的羧基或磺酸基使得膜的最外表面呈荷负电性。这样，在复合膜的皮层表面，形成高荷电性且具有双pH清洗响应性的保护层。在膜过滤时，保护层起到超微滤膜的预处理的效果，降低所处理液体对纳滤膜和反渗透膜的有机物污染；在膜化学清洗时，该保护层特有的多元胺和多元酸双层荷电结构，形成双pH清洗响应性，从而强化对膜表面顽固性有机污染物和无机污染物的清洗去除效果，进一步提高膜的清洗恢复性。

技术领域

本发明属于复合膜制备技术领域，尤其涉及一种抗污染反渗透复合膜或纳滤复合膜的制备方法。

背景技术

膜技术由于其分离效率高、操作过程相对简单，已经得到大规模的应用，膜在实际应用中都面临膜污染导致的膜通量衰减这个共性问题。反渗透膜和纳滤膜已被广泛应用于水净化处理、物料分离纯化及浓缩等领域。通常，制备反渗透膜和纳滤膜的方法主要包括相转化法、表面涂覆法、层层自组装法和界面聚合反应法等。其中，界面聚合反应复合膜制备方法具有操作简单、成膜性能稳定和便于规模化生产等优势，目前市售的主流纳滤膜和反渗透膜，都是采用界面聚合反应方法制备的聚酰胺复合膜。目前反渗透和纳滤的复合膜，也有做法是在复合膜皮层上再涂覆一层聚乙烯醇材料，以提高膜表面的亲水性和防止机械性损伤，但耐污染效果仍不是很好，因此纳滤膜和反渗透膜在实际应用中，通常还需要采用超微滤做预处理，以除去大分子和胶体状的有机污染物，降低对纳滤膜和反渗透膜的有机物污染。但是，纳滤膜和反渗透膜的无机盐结垢污染问题依然存在，而且膜表面的无机垢附着牢固，难以从膜表面去除。对于膜污染严重的分离体系，膜表面上顽固性的污染物使得即使经过化学清洗，膜通量的恢复性也不是很好，导致膜使用寿命降低。同时，微生物在膜表面生长、繁殖、也会产生严重的膜污染，降低膜的通量。在膜表面进行化学改性可以在一定程度上提高膜的耐污染性和清洗时的膜通量恢复性，但常规的单一带正电(或负电)的改性膜，在处理复杂的高污染的料液体系时，仅仅通过酸洗或碱洗，仍不能有效地去除膜表面沉积的顽固性有机污染物和无机污染物。因此，针对成分复杂、高浓度的反渗透和纳滤膜分离体系，亟待开发耐污染且污染后易清洗的反渗透膜和纳滤膜。

发明内容

本发明针对现有反渗透和纳滤复合膜的有机物污染、无机盐结垢污染、生物生长污染和膜清洗通量恢复的问题，提供一种抗污染复合膜的制备方法。

本发明注意到，现有界面聚合反应制备反渗透和纳滤复合膜时，在完成界面聚合反应后且后处理工艺前，在复合膜皮层表面还残留有酰氯基团。因此，本发明提出，利用界面聚合反应后在复合膜皮层表面残留的酰氯基团，继续与多元胺类化合物的胺基发生脱HCl反应，使复合膜皮层表面荷正电多胺化，然后表面的部分胺基再与多元酸的羧基发生脱H₂O缩合反应，表面的羧基、磺酸基使膜的最外表面呈荷负电性，这样，在复合膜的皮层表面，形成高荷电性且具有双pH清洗响应性的保护层。需要强调的是，表面的部分胺基再与多元酸的羧基发生脱H₂O缩合反应，不是全部胺基，这样形成双荷电层结构的保护层，区别于现有复合膜技术中常规的电中性保护层或单荷电层结构的保护层。