具有优异脱盐率和高渗透通量性质的聚酰胺类反渗透膜的制备方法,以及使用该方法制 ...的制作方法
【专利摘要】本公开提供了一种制备反渗透膜的方法，所述方法包括：在多孔支撑体上形成含有多官能芳族胺化合物的水溶液层；通过使含有酰卤化合物的有机溶液与水溶液层的上部接触而形成聚酰胺活性层；以及使含有多官能芳族胺化合物的有机溶液与聚酰胺活性层的上部接触。本公开还提供了一种通过上述制备方法制备的反渗透膜。
【专利说明】具有优异脱盐率和高渗透通量性质的聚酰胺类反渗透膜的 制备方法，以及使用该方法制备的反渗透膜
【技术领域】
[0001] 本公开涉及制备聚酰胺类反渗透膜的方法，以及使用该方法制备的反渗透膜，更 具体地，本公开涉及一种通过提高聚酰胺活性层的表面积和粗糙度制备具有提高的脱盐率 和渗透通量性质的聚酰胺类反渗透膜的方法，以及使用该方法制备的反渗透膜。
【背景技术】
[0002] 一般来讲，在两种通过半透膜彼此隔开的溶液中，溶剂通过膜从具有相对低的溶 质浓度的溶液向具有相对高的溶质浓度的溶液移动的现象被称为渗透现象。此处，通过移 动的溶剂作用在具有高溶质浓度的溶液上的压力被称作渗透压。同时，当施加压力水平比 渗透压水平高的外部压力时，溶剂向具有相对低的溶质浓度的溶液移动，这被称作反渗透。 通过利用反渗透原理并施加压力梯度作为驱动力，多种盐或有机物质可以通过半透膜进行 分离。利用此反渗透现象的反渗透膜通过在分子水平上分离水中的物质，并从盐水或海水 中去除盐，已被用于供应家庭、商业和工业用水。
[0003] 作为反渗透膜的功能，最重要的考虑是在膜的边界具有相对高的脱盐率并在即使 相对低水平的压力下保持高度的溶剂渗透率。为此，提出了通过在多孔支撑体（为保持膜 的机械强度）上形成具有减小的厚度的活性层（为去除盐）的反渗透膜，其在保持高度渗 透通量的同时具有优异脱盐性质（美国专利No. 4, 277, 344)。
[0004] 提供了聚酰胺类反渗透膜，作为美国专利No. 4, 277, 344公开的反渗透膜的代表 性实施方案。此类聚酰胺类反渗透膜通过在微孔支撑体上形成聚酰胺活性层的方法制备。 更具体地，聚酰胺类反渗透膜通过如下方法制备：在非织造织物上形成聚砜层以形成微孔 支撑体，将所述微孔支撑体浸渍于间苯二胺（下文称为'mPD'）的水溶液中，以形成mH)层， 然后再将其浸渍于均苯三甲酰氯（下文称为'TMC'）的有机溶剂中或用其涂覆，以使mH)层 与TMC接触以发生界面聚合，从而形成聚酰胺活性层。由于极化只在非极性有机溶液和极 性有机溶液两者接触的界面处发生，因而形成了具有相对降低的厚度的聚酰胺活性层。聚 酰胺活性层上未反应的芳族胺与氯（氧化）反应，因此聚酰胺活性层可以稳定下来，不会发 生进一步的氧化反应。
[0005] 然而，就上述提出的反渗透膜而言，由于反渗透膜的耐氯性随时间下降程度很快， 因此存在膜的更换周期短的问题。因此，为延缓反渗透膜的耐氯性降低的程度，提出了提高 活性层比表面积的方法。日本专利特许公开No.H10-337454公开了在形成活性层之后，将 其上形成有活性层的膜浸渍于酸性溶液中，以使得表层的表面变得不均匀或有褶皱，以提 高反渗透膜表层的比表面积。韩国专利特许公开No. 1998-0068304公开了在制备反渗透膜 之后，使用相对强酸进行后处理，以提高其表面粗糙度。
[0006] 然而，如日本专利特许公开No.H10-337454所公开的，当其上形成有活性层的膜 被浸渍于酸性溶液中时，膜的表面带负电荷，使得带正电荷的污染物质附着于膜上，从而使 通过膜的渗透通量的比率劣化。因此，应该进行用电中性的聚合物涂覆膜表面的单独的后 处理过程。
[0007] 此外，在韩国专利特许公开No. 1998-0068304公开的方法中，为了解决在膜表面 上产生负电荷的问题，对聚酰胺膜进行氧化处理，以提高表面粗糙度，然后，其表面再用胺 的水溶液和卤化的化合物涂覆。在此情况下，仍需要单独的后处理。
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 本公开的一些实施方案使用膜，通过提高聚酰胺活性层的表面粗糙度和表面积 (通过聚合并形成聚酰胺活性层，然后用含有多官能芳族胺化合物的有机溶液再与其接触 的工艺），可以提供具有优异脱盐率和渗透通量性质的聚酰胺类反渗透膜。
[0010] 技术方案
[0011] 根据本公开的实施方案，制备反渗透膜的方法可以包括：在多孔支撑体上形成含 有多官能芳族胺化合物的水溶液层；通过使含有酰卤化合物的有机溶液与水溶液层的上部 接触而形成聚酰胺活性层；以及使含有多官能芳族胺化合物的有机溶液与聚酰胺活性层的 上部接触。
[0012] 此处，多官能芳族胺化合物可以为由以下化学式1表示的化合物。
[0013] [化学式1]
[0014]
【权利要求】
1. 一种制备反渗透膜的方法，所述方法包括： 在多孔支撑体上形成含有多官能芳族胺化合物的水溶液层； 通过使含有酰卤化合物的有机溶液与所述水溶液层的上部接触，形成聚酰胺活性层； 以及 使含有多官能芳族胺化合物的有机溶液与所述聚酰胺活性层的上部接触。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述多官能芳族胺化合物为由以下化学式1表示 的化合物， [化学式1]
其中，&至R6中的至少两个以上为NXJ2，其余的分别独立地为H或卤素，其中，XjPX2 分别独立地选自氣、Q_8烧氧基、CH5烧基、C2_12條基、C3_8环烧基、C3_8环條基、C4_12烧基环 烷基、c4_12烧基环烯基、C6_1Q芳基和C6_1Q芳基-Ci_8烷基。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述多官能芳族胺化合物选自间苯二胺、对苯二 胺、1，3, 6-二氨基苯、4-氯-1，3-苯二胺、6-氯-1，3-苯二胺、3-氯-1，4-苯二胺以及它们 的混合物。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述酰卤化合物为选自均苯三甲酰氯、间苯二甲 酰氯和对苯二甲酰氯中的一种或多种。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述使含有多官能芳族胺化合物的有机溶液与 聚酰胺活性层的上部接触包括，在所述聚酰胺活性层上通过未反应的酰卤化合物与多官能 芳族胺化合物的额外的界面聚合反应形成聚酰胺。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有多官能芳族胺化合物的有机溶液包含 醇溶剂。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有多官能芳族胺化合物的有机溶液包含 一种或多种选自异丙醇（IPA)、甲醇、乙醇和正丙醇中的溶剂。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有多官能芳族胺化合物的有机溶液包含1 至30重量％的多官能芳族胺化合物。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，在所述含有多官能芳族胺化合物的水溶液层中 使用的多官能芳族胺化合物与在所述含有多官能芳族胺化合物的有机溶液中所用的多官 能芳族胺化合物为同一种化合物。
10. -种反渗透膜，包括： 多孔支撑体；和 形成于所述多孔支撑体上的聚酰胺活性层； 其中，所述聚酰胺活性层包括三维网状结构区域，所述三维网状结构区域通过未反应 的酰卤化合物和多官能芳族胺化合物的额外的聚合反应形成。
11. 根据权利要求10所述的反渗透膜，其中，所述形成于聚酰胺活性层上的三维网状 结构区域占所述聚酰胺活性层的总面积的50%至90%。
12. 根据权利要求10所述的反渗透膜，其中，所述聚酰胺活性层的厚度为200至 lOOOnm。
13. -种水处理组件，包括至少一个或多个权利要求10至12中任一项所述的反渗透 膜。
14. 一种水处理装置，包括至少一个或多个权利要求13所述的水处理组件。
【文档编号】B01D71/56GK104507556SQ201480000953
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2013年6月18日
【发明者】金宰弘, 高永勋, 申程圭, 宋根元 申请人:Lg化学株式会社