一种高通量、高盐截留率反渗透膜的制备方法
【专利摘要】一种高通量、高盐截留率反渗透膜的制备方法，属于水处理反渗透膜分离【技术领域】，是在多孔性载体膜上利用含有通量增加剂的多元胺的水溶液与多元酰氯的有机溶液，通量增加剂会参与界面聚合反应，与多元胺和酰氯的化合物完全交联，形成稳定的包含特殊通量促进功能的聚酰胺膜层，本发明方法设计合理，具有很高的通量和盐截留率，易于制备，用途广泛。
【专利说明】一种高通量、高盐截留率反渗透膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高通量、高盐截留率反渗透膜的制备方法，属于水处理反渗透膜分离【技术领域】。
【背景技术】
[0002]反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能在外加压力作用下使水溶液某一组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。与其他技术相比，反渗透技术具有更简洁的操作方式，可有效去除水中的盐类、小分子酸、醛、酚等有机物。应用领域包括海水淡化、苦咸水脱盐、饮用水净化、工业超纯水生产以及造纸、电镀、石油化工、制药、印染等工业废水的回收处理。近年来，全球水资源短缺的情况日益严重，水污染也日益加重，反渗透技术得到了更多的重视和应用。
[0003]采用界面聚合工艺，可以获得高盐截留率的复合反渗透膜，已被众多专利报道，如US Patent 4277344,US Patent 4761234,US Patent 4529646,US Patent 6464873 等。然而，根据上述专利所制得的反渗透膜虽然盐截留率较高，但渗透通量偏低。
[0004]针对这些问题，CN201210063874提出了一种大通量抗污染复合反渗透膜及其制备方法，CN201210007212.3提出了一种高通量复合反渗透膜的制备方法。尽管目前在高通量及高盐截留率反渗透膜的研究开发发明已取得了很大的进展，但制备具有兼顾高通量和高截留率功能的反渗透膜仍是膜学术界和膜工业界追求的目标之一。
[0005]随着饮用水净化、中水回用、工业水处理等领域对反渗透膜渗透通量要求的不断提高，制备高通量复合反渗透膜十分必要。
【发明内容】
[0006]针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高通量、高盐截留率反渗透膜的制备方法。
[0007]本发明的原理是在多孔性载体膜上利用含有A+B_结构通量增加剂的多元胺的水溶液与含有多元酰氯单体的有机相溶液，A+B^结构通量增加剂会参与界面聚合反应,与多元胺和酰氯的化合物完全交联，形成稳定的包含特殊通量促进功能的聚酰胺膜层。
[0008]本发明的制备方法包含以下步骤:先将多孔性载体膜浸入到含有Α+Β—结构通量增加剂的多元胺水溶液中，浸溃0.5-3分钟，取出并排除表面过量的溶液；再将其浸入到含有多元酰氯单体的有机相溶液中，反应0.5^2分钟，进行界面聚合；然后于3(T60°C烘箱中固化1(Γ60分钟，成型。
[0009]所述的多兀胺单体可以是二氨基苯、二氨基苯、m-苯二胺、p-苯二胺、1，3, 5- 二氨基苯甲酸、2，4-二氨基甲苯、二甲基二胺、乙二胺、丙二胺、哌嗪中的一种；所述的多元胺单体在水溶液中的浓度为1.(Γ5.0wt/v%。
[0010]所述的A+B-结构通量增加剂是一种β-二酮类添加剂，其分子结构为A+B—。其中，A+易在水中部分解离为铵离子，其结构式为R1R2R3R4N'所述的R1，R2，R3，R4是独立的基团，可以是H，C1-C6的烃基基团、苯甲基或酚基中的一种，它们可能相同，也可能不同。B—是一种β-二酮，其结构式为:
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结构中，X，Y可以是H、C1-C6的烃基基团、苯甲基或酚基、-OR5或NR6R7中的一种，可能相同，也可能不同，所述的R5，R6，R7胃1"是11，(:1-(:6的烃基基团、苯甲基或酚基其中的一种。所述多元胺的水溶液中的A+B—结构通量增加剂单体的浓度为0.Γ0.5wt/v%。
[0011]所述的多元酰氯单体可以是均苯三甲酰氯、偏苯三甲酸氯、间苯二甲酰氯、对苯二酰氯中的一种，所述有机相溶液中的多元酰氯单体的浓度为0.Γ0.8wt/v%。
[0012]所述的多元酰氯单体的有机相溶液可以是正己烷或环己烷中的一种。
[0013]本发明的制备方法设计合理，显著提高了反渗透膜的渗透通量和盐排除率，(将膜置于包含30000ppm NaCl的去离子水中，25°C，压力0.8 MPa。)至少30 L.πΓ2.1T1的渗透通量和99.5%的盐截留率，本发明可用于净化苦碱水或海水。
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例，该领域专业人员对本发明技术方案所作的改变，均应属于本发明的保护范围内。
【具体实施方式】
[0015]先将聚砜多孔膜浸入浓度为lwt/v%的间苯二胺、浓度为0.lwt/v%的Et3NH(F6acac)2水溶液中浸溃0.5分钟，取出并排除表面过量的溶液；再将其浸入到浓度为
0.lwt/v%的均苯三酰氯单体的正己烷溶液中，反应I分钟；然后于40°C烘箱中固化20分钟，成型。
[0016]此膜在25°C，0.8MPa压力下，对于30000ppm的NaCl水溶液的分离结果为:盐截留率 99.6%,水通量为 37 L.m_2.1T1。
【权利要求】
1.一种高通量、高盐截留率反渗透膜的制备方法，其特征在于先将多孔性载体膜浸入到含有A+B-结构通量增加剂的多元胺水溶液中，浸溃0.5-3分钟后取出并排除表面过量的溶液后再其浸入到含有多元酰氯单体的有机相溶液中，进行界面聚合反应0.5^2分钟后于3(T60°C烘箱中固化1(Γ60分钟，最后成型制得高通量、高盐截留率反渗透膜。
2.如权利要求1所述的一种高通量、高盐截留率的反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的多元胺单体可以是二氨基苯、三氨基苯、m-苯二胺、p-苯二胺、1，3，5- 二氨基苯甲酸、2，4- 二氨基甲苯、二甲基二胺、乙二胺、丙二胺、哌嗪中的一种。
3.如权利要求1所述的一种高通量、高盐截留率的反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的多元胺水溶液中多元胺单体的浓度为1.(Γ5.0wt/v% 。
4.如权利要求1所述的一种高通量、高盐截留率的反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的多元酰氯单体可以是均苯三甲酰氯、偏苯三甲酸氯、间苯二甲酰氯、对苯二酰氯中的一种。
5.如权利要求1所述的一种高通量、高盐截留率的反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的有机相溶液中多元酰氯单体的浓度为0.Γ0.8wt/v%。
6.如权利要求1所述的一种高通量、高盐截留率的反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的多元酰氯单体的有机相溶液可以是正己烷或环己烷中的一种。
7.如权利要求1所述的一种高通量、高盐截留率的反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的A+B-结构通量增加剂是一种β - 二酮类添加剂，其分子结构为Α+Β—，其A+易在水中部分解离为铵离子，其结构式为R1R2R3R4N+,所述的的R1，R2，R3，R4是独立的基团，分别是H，C1-C6的烃基基团、苯甲基或酚基中的一种，它们可以相同，也可以不同。
8.如权利要求1所述的一种高通量、高盐截留率的反渗透膜的制备方法，其特征在于所述的Α+Β—结构通量增加剂是一种β_ 二酮类添加剂，其分子结构为Α+Β—，其B—是一种β-二酮，结构式为:HX-c~-C-~'Cl.~.Υ,OHO 结构中式的X、Y可以是H、C1-C6的烃基基团、苯甲基或酚基、-OR5或NR6R7中的一种，二者可以相同，也可以不同，所述的R5，R6，R7im是H，C1-C6的烃基基团、苯甲基或酚基其中的一种。
【文档编号】B01D69/12GK104209012SQ201310206191
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2013年5月29日
【发明者】惠志锋 申请人:成都慧成科技有限责任公司