本发明涉及水处理
技术领域：
，尤其是涉及一种高通量反渗透膜的制备方法、反渗透膜及反渗透膜制备系统。
背景技术：
：随着人们对饮水安全的关注，反渗透纯水机正在逐渐成为现代家用净水产品的主流，它采用的是反渗透过滤技术，核心元件是反渗透膜，只有水分子才能透过反渗透膜并保留下来供引用；细菌、病毒(包括sars病毒及世界上最小的疯牛病毒都能被有效拦截)、水垢、重金属离子、放射性物质等各类有害物质、各种污染物质、以及溶解性的盐离子均不能透过膜，而是成为浓缩水排出。反渗透纯水机保证了出水水质的安全可靠，并且不存在水源污染的问题。然而，普通的反渗透膜水通量较低，而且对于自来水中的二价阳离子脱除率偏低。因此，需要研究一种高通量反渗透膜的制备方法、反渗透膜及反渗透膜制备系统。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种高通量反渗透膜的制备方法、反渗透膜及反渗透膜制备系统，通过应用反渗透膜制备系统采用高通量反渗透膜的制备方法制备得到的反渗透膜以解决现有技术中存在的普通反渗透膜通量低，脱盐率低的技术问题。本发明提供的一种高通量反渗透膜制备方法，包括如下制备步骤：1)将有机胺类物质在水中溶解，依次加入樟脑磺酸和三乙胺(tea),得到基膜液a，将基膜液a在支撑层上定量涂覆，形成基膜层；2)将含有至少两个酰卤基团的有机卤化物溶解于有机溶剂中，得到聚合液b，将聚合液b定量涂覆于基膜层上，聚合液b与基膜液a发生聚合反应在基膜层上形成复合层；3)对复合层进行氧化处理和亲水处理，降低复合层的交联密度和负电性，得到高通量的反渗透膜。优选地，基膜层厚度为50-300μm，复合层厚度为10-200μm。优选地，氧化处理采用氧化液对复合层表面进行清洗；氧化液为次氯酸钠、高锰酸钾、或高氯酸钾中的一种或几种。优选地，采用醇类对复合层进行亲水处理；所述醇类为聚乙二醇、聚乙烯醇、或氨基聚乙二醇中的一种或几种。优选地，在氧化处理前采用70-80℃热水对复合层表面进行清洗处理。优选地，所述有机溶剂为异构烷烃。优选地，所述有机胺类物质为芳香族胺或脂肪族胺的一种或几种；所述有机卤化物为芳香族酰基卤化物或脂肪族酰基卤化物的一种或几种。本发明还包括一种基于如上述中任一所述的高通量反渗透膜制备方法制得的反渗透膜，从下到上依次包括支撑层、基膜层和复合层。优选地，所述支撑层为聚砜多孔支撑基膜、磺化聚砜多孔支撑基膜、聚醚砜多孔支撑基膜、磺化聚醚砜多孔支撑基膜中的一种。本发明还包括一种基于如上述中任一所述的高通量反渗透膜制备方法的反渗透膜制备系统，包括基膜层喷涂装置,用于对支撑层上基膜层喷涂；复合层喷涂装置，用于在基膜层上喷涂复合层；清洗装置，用于对喷涂后的反渗透膜进行清洗；氧化处理装置，用于对反渗透膜进行氧化处理；亲水处理装置，用于对反渗透膜进行亲水处理。本发明提供的家用高通量的反渗透膜制备方法和反渗透膜制备系统与现有技术相比具有以下进步：1、本发明通过精准的控制参与界面聚合反应的单体溶液厚度，可以更好的控制基膜层和复合层的形貌，通过对基膜层厚度和复合层厚度的控制，制备得到的反渗透膜水通量和脱盐效果好。2、本发明还通过氧化处理，有效的降低了复合层的交联密度，从而提高了反渗透膜水通量和脱盐效果。3、本发明还通过亲水处理，有效的降低反渗透膜的负电型，从而使得反渗透膜的水通量有了大幅度提高，同时也有良好的脱盐效果。4、本发明制备方法简单，容易操作，制得反渗透膜可以根据水质情况，进行厚度及物料浓度的控制，从而制得不同规格的反渗透膜。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例一中所述高通量的反渗透膜制备方法步骤框图；图2为实施例一中所述高通量的反渗透膜结构示意图；图3为实施例一中所述反渗透膜制备系统结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供的一种高通量反渗透膜制备方法，包括如下制备步骤：1)将有机胺类物质在水中溶解，依次加入樟脑磺酸和三乙胺(tea),得到基膜液a，将基膜液a在支撑层上定量涂覆，形成基膜层；2)将含有至少两个酰卤基团的有机卤化物溶解于有机溶剂中，得到聚合液b，将聚合液b定量涂覆于基膜层上，聚合液b与基膜液a发生聚合反应在基膜层上形成复合层；3)对复合层进行氧化处理和亲水处理，降低复合层的交联密度和负电性，得到高通量的反渗透膜。基膜层厚度为50-300μm，复合层厚度为10-200μm。氧化处理采用氧化液对复合层表面进行清洗；氧化液为次氯酸钠、高锰酸钾、或高氯酸钾中的一种或几种。采用醇类对复合层进行亲水处理；所述醇类为聚乙二醇、聚乙烯醇、或氨基聚乙二醇中的一种或几种。在氧化处理前采用70-80℃热水对复合层表面进行清洗处理。所述有机溶剂为异构烷烃。所述有机胺类物质为芳香族胺或脂肪族胺的一种或几种；所述有机卤化物为芳香族酰基卤化物或脂肪族酰基卤化物的一种或几种。如图2所示，本发明还包括一种基于所述的高通量反渗透膜制备方法制得的反渗透膜，从下到上依次包括支撑层6、基膜层7和复合层8。所述支撑层为聚砜多孔支撑基膜、磺化聚砜多孔支撑基膜、聚醚砜多孔支撑基膜、磺化聚醚砜多孔支撑基膜中的一种。本发明还包括一种基于所述的高通量反渗透膜制备方法的反渗透膜制备系统，包括基膜层喷涂装置,用于对支撑层上基膜层喷涂；复合层喷涂装置，用于在基膜层上喷涂复合层；清洗装置，用于对喷涂后的反渗透膜进行清洗；氧化处理装置，用于对反渗透膜进行氧化处理；亲水处理装置，用于对反渗透膜进行亲水处理。基膜层和复合层的定量涂覆采用喷涂装置，喷涂装置包括喷枪及储液罐，所述喷枪与所述储液罐通过输送管连接，所述输送管上设有液泵，通过调控液泵的泵速，从而调控基膜层和复合层的厚度。本发明作用机理为：通过定量涂覆基膜层和复合层，实现精准的控制所述基膜层和复合层厚度，更好的控制复合层涂层的均匀性，在基膜层和复合层间发生聚合反应，定量涂覆，可以更好的使得界面聚合的反应程度得到精确控制，可以使得反渗透层更好的形成，提高反渗透层的通量及脱盐率在以上基础上，通过氧化处理有效的降低了脱盐层的交联密度，在对聚酰胺表面进行亲水性处理，有效的降低了复合层的负电性，从而使得反渗透膜的水通量大幅度提高，同时也具有良好的脱盐效果。实施例一：样品1制备：s1)配置0.8wt％的间苯二胺溶液，加入3wt％樟脑磺酸，再加入0.5wt％三乙胺质量，得到基膜液a，将基膜液a定量涂覆于支撑层上，形成200μm的基膜层；s2)将均苯三甲酰氯溶于异构烷烃中，得到0.1wt％的均苯三甲酰氯溶液；将0.1wt％的均苯三甲酰氯溶液定量涂覆于基膜层上，与基膜液a发生聚合反应，在基膜层上形成100μm复合层，应用烘箱对复合层进行烘干处理；应用80℃水对复合层进行清洗；s3)配置0.1wt％的次氯酸钠，应用0.1wt％的次氯酸钠对复合层进行氧化处理；配置0.1wt％的聚乙烯醇，应用0.1wt％的聚乙烯醇对氧化处理后的复合层进行亲水处理。样品2制备：s1)配置2.0wt％的间苯二胺溶液，加入3wt％樟脑磺酸，再加入0.5wt％三乙胺质量，得到基膜液，将基膜液a涂覆于支撑层上；s2、s3步骤与样品1的制备方法相同，样品2的基膜层厚度和复合层厚度与样品1相同。样品3制备：s1)配置3.2wt％的间苯二胺溶液，加入3wt％樟脑磺酸，再加入0.5wt％三乙胺质量，得到基膜液，将基膜液a涂覆于支撑层上；s2、s3步骤与样品1的制备方法相同，样品3的基膜层厚度和复合层厚度与样品1相同。样品4的制备s1)配置4.5wt％的间苯二胺溶液，加入3wt％樟脑磺酸，再加入0.5wt％三乙胺质量，得到基膜液，将基膜液a涂覆于支撑层上；s2、s3步骤与样品1的制备方法相同，样品4的基膜层厚度和复合层厚度与样品1相同。配置250ppmnacl溶液为测试液，调节nacl溶液的ph值到7.5±0.5，nacl溶液温度控制在25±2℃，在0.41mpa下测试样品1、样品2、样品3和样品4的水通量和脱盐率，所得反渗透膜性能见表1。表1反渗透膜性能本实施例中，按照上述方法制备的样品1到样品4的水通量显著高于普通反渗透膜，实施例一通过研究间苯二胺的质量浓度，研究间苯二胺的质量浓度对反渗透膜的水通量和脱盐率的影响，间苯二胺的质量浓度对反渗透膜水通量和脱盐率影响较大，通过对含有不同浓度的间苯二胺的质量浓度的反渗透膜的性能测定，从而更好的调配出高通量的反渗透膜，根据水质情况，可以通过改变苯二胺质量浓度来实制备需要的型号的反渗透膜。实施例二：样品5、样品6、样品7和样品8的制备方法同样品3的制备方法，在复合层统一情况下，改变不同基膜层厚度；样品5的基膜层厚度为50μm；样品6的基膜厚度为100μm；样品7的基膜厚度为200μm；所述样品8的基膜厚度为300μm。配置250ppmnacl溶液为测试液，调节nacl溶液的ph值到7.5±0.5，nacl溶液温度控制在25±2℃，在0.41mpa下测试样品5、样品6、样品7和样品8的水通量和脱盐率，所得反渗透膜性能见表2。表2反渗透膜性能样品5样品6样品7样品8基膜层厚度(μm)50100200300水通量/lmh18.3238.4730.2228.64脱盐率/％86.197.298.999.0本实施例中，在基膜液a和聚合液b、复合层厚度及氧化和亲水处理相同的情况下，改变基膜层厚度，测定该反渗透膜的水通量和脱盐率，发现基膜层对反渗透膜影响较大，由此定量涂覆，控制好反渗透膜的基层厚度，对反渗透膜性能提高具有重要意义；同时，根据具体实际情况，控制基膜层厚度，制备出不同型号的反渗透膜，实现多领域的应用。实施例三：样品9、样品10、样品11和样品12的制备方法同样品3的制备方法，样品9的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和20μm；样品10的基膜厚度和符合层厚度分别为200μm和60μm；样品11的基膜厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm；所述样品12的基膜厚度和复合层厚度分别为200μm和200μm。配置250ppmnacl溶液为测试液，调节nacl溶液的ph值到7.5±0.5，nacl溶液温度控制在25±2℃，在0.41mpa下测试样品9、样品10、样品11和样品12的水通量和脱盐率，所得反渗透膜性能见表3。表3反渗透膜性能本实施例中，在基膜液a和聚合液b、基膜层厚度及氧化和亲水处理相同的情况下，改变复合层厚度，测定该反渗透膜的水通量和脱盐率，优选的样品10和样品11中的基膜层厚度分别为60和100时，通水量和脱盐率较高，由此复合层厚度对制备反渗透膜性能影响较大。实施例四：样品13制备s1)配置3.2wt％的间苯二胺溶液，加入3wt％樟脑磺酸，再加入0.5wt％三乙胺质量，得到基膜液，将基膜液涂覆于支撑层上；s2)将均苯三甲酰氯溶于异构烷烃中，得到0.05wt％的均苯三甲酰氯溶液；将0.05wt％的均苯三甲酰氯溶液涂覆于基膜层上，与基膜液发生聚合反应，应用烘箱对复合层进行烘干，形成复合层，应用80℃水对复合层进行清洗；s3制备步骤同样品1。样品13的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品14的制备：s1)配置3.2wt％的间苯二胺溶液，加入3wt％樟脑磺酸，再加入0.5wt％三乙胺质量，得到基膜液，将基膜液涂覆于支撑层上；s2)将均苯三甲酰氯溶于异构烷烃中，得到0.05wt％的均苯三甲酰氯溶液；将0.15wt％的均苯三甲酰氯溶液涂覆于基膜层上，与基膜液发生聚合反应，应用烘箱对复合层进行烘干，形成复合层，应用80℃水对复合层进行清洗；s3制备步骤同样品1。样品14的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品15制备：s1)配置3.2wt％的间苯二胺溶液，加入3wt％樟脑磺酸，再加入0.5wt％三乙胺质量，得到基膜液，将基膜液涂覆于支撑层上；s2)将均苯三甲酰氯溶于异构烷烃(isopar-g)中，得到0.2wt％的均苯三甲酰氯溶液；将0.15wt％的均苯三甲酰氯溶液涂覆于基膜层上，与基膜液发生聚合反应，应用烘箱对复合层进行烘干，形成复合层应用80℃水对复合层进行清洗；s3制备步骤同样品1。样品15的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。配置250ppmnacl溶液为测试液，调节nacl溶液的ph值到7.5±0.5，nacl溶液温度控制在25±2℃，在0.41mpa下测试样品13、样品14、样品15和样品3的水通量和脱盐率，将样品13、14、15和3进行对比，所得反渗透膜性能见表4。表4反渗透膜性能本实施例中，在基膜液a、基膜层厚度、复合层厚度及氧化和亲水处理相同的情况下，改变苯三甲酰氯质量浓度，测定该反渗透膜的水通量和脱盐率，发现苯三甲酰氯质量浓度对制备反渗透膜性能影响较大，由此选好苯三甲酰氯质量浓度和间苯二胺质量浓度，选定好涂覆量，进行定量涂覆，控制好反渗透膜层厚度，制备得到更好的高通量反渗透膜。实施例五：样品16制备s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.05wt％,聚乙烯醇水溶液浓度为1wt％；样品16的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品17的制备s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.10wt％,聚乙烯醇水溶液浓度为1wt％；样品17的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品18的制备s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.15wt％,聚乙烯醇水溶液浓度为1wt％；样品18的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品19的制备s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.20wt％,聚乙烯醇水溶液浓度为1wt％；样品19的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。配置250ppmnacl溶液为测试液，调节nacl溶液的ph值到7.5±0.5，nacl溶液温度控制在25±2℃，在0.41mpa下测试样品16、样品17、样品18和样品19的水通量和脱盐率，所得反渗透膜性能见表5。表5反渗透膜性能本实施例中，在基膜液a、聚合液b、基膜层厚度、复合层厚度、亲水处理相同的情况下，改变氧化处理中次氯酸钠溶液质量浓度，测定该反渗透膜的水通量和脱盐率，由此氧化剂浓度对制备反渗透膜性能影响较大。实施例六：样品20制备：s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.1wt％，聚乙醇溶液的浓度为0.5wt％,样品18的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品21制备：s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.1wt％，聚乙醇溶液的浓度为1wt％,样品21的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品22制备：s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.1wt％，聚乙醇溶液的浓度为2.5wt％,样品22的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。样品23制备：s1-s2制备步骤同样品1的制备步骤，s3步骤中的次氯酸钠溶液浓度为0.1wt％，聚乙醇溶液的浓度为4wt％,样品23的基膜层厚度和复合层厚度分别为200μm和100μm。配置250ppmnacl溶液为测试液，调节nacl溶液的ph值到7.5±0.5，nacl溶液温度控制在25±2℃，在0.41mpa下测试样品20、样品21、样品22和样品23的水通量和脱盐率，所得反渗透膜性能见表6。表6反渗透膜性能本实施例中，在基膜液a、聚合液b、基膜层厚度、复合层厚度、氧化处理相同的情况下，改变亲水处理中聚乙醇溶液质量浓度，测定该反渗透膜的水通量和脱盐率，优选的样品22和23通水量和脱盐率较高，由此氧化剂浓度对制备反渗透膜性能影响较大。由此，根据以上情况，可以根据水质情况制备相应最优的反渗透膜。实施例七本发明还包括一种基于家用高通量的反渗透膜制备方法的反渗透膜制备系统，包括基膜层喷涂装置1,用于对支撑层上基膜层喷涂；复合层喷涂装置2，用于在基膜层上喷涂复合层；清洗装置3，用于对喷涂后的反渗透膜进行清洗；氧化处理装置4，用于对反渗透膜进行氧化处理；亲水处理装置5，用于对反渗透膜进行亲水处理。所述基膜喷涂装置中设有第一喷枪和第一漆膜厚度检测器；所述复合层喷涂装置中设有第二喷枪和第二漆膜厚度检测器，所述反渗透膜制备系统内还包括控制器，所述第一喷枪、所述第一漆膜厚度检测器、所述第二喷枪和所述第二漆膜厚度检测器均与所述控制器电连接。本发明中所述第一喷枪、所述第二喷枪、所述第一漆膜厚度检测器、所述第二漆膜厚度检测器，所述控制器均为现有设备，图中未标出，此处不在赘述。反渗透膜制备系统工作过程：将支撑膜放入到基膜层喷涂装置1中，进行基膜层喷涂，当第一漆膜厚度检测器设定喷膜厚度后，通过控制器控制所述第一喷枪停止喷射，将喷有基膜层的支撑层放入到复合层喷涂装置2中，进行复合层喷涂，当所述第二漆膜厚度检测器检测到设定厚度后，通过控制器控制第二喷枪停止喷射，将制备好的样品放入烘箱中烘干后，放入到清洗装置3清洗，清洗后，放入到氧化处理装置4，氧化处理后，放入到亲水处理装置5进行亲水处理，最终的到家用高通量反渗透膜。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12