一种极低压抗氯反渗透膜的制备方法与流程

本发明涉及反渗透膜，具体为一种极低压抗氯反渗透膜制备方法。

背景技术：

1、反渗透膜分离技术是20世纪60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术，其原理是在高于溶液渗透压的作用下，通过反渗透膜将溶液中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等物质和水有效分离开来。1981年cadotte等首次在美国专利4,277,344中发明界面缩聚法制备聚酰胺反渗透复合膜，随后经过不断的发展，反渗透技术在海水及苦咸水淡化、废水处理、中水回用、食品及药物分离领域得到广泛应用，并且取得了很好的经济和社会效益。

2、目前应用最多的芳香聚酰胺反渗透复合膜因其具有高脱盐率、优良的化学稳定性等优点，成为目前反渗透膜领域及市场的主流产品。然而这些常规的反渗透膜，以现有商品化的超低压反渗透膜为例500ppm nacl进水，0.75mpa操作压力下，最佳脱盐率为99.3％，最大产水量为1.15m3/m2·d；假如在极低的操作压力下(0.3mpa，250ppm nacl进水)下，该反渗透膜的脱盐率必然会有降低，同时产水量也会不足0.75mpa操作压力条件下的一半，即小于0.5m3/m2·d左右，明显产水量过低，因此在实际的使用中没有太大的实用意义。在国家大力提倡产业节能环保，绿色转型，可持续发展的大背景下，开发具有极低操作压力的高性能反渗透复合膜在家用净水处理领域有广阔的应用前景。

3、中国专利971031940“高透过性复合反渗透膜及使用它的反渗透膜组件”中，采用氧化剂对制备的反渗透膜进行氧化处理，在500ppm nacl进水，7.5kgf/cm2(0.75mpa)操作压力下，膜片的脱盐率大于99％，同时产水量约为1.3m3/m2·d；而其在更低的操作压力条件下(3kgf/cm2)，膜片的脱盐率大于99％，产水量仅为0.6m3/m2·d，显然实际使用价值也不理想。另外为了获得较高的产水量，用于氧化该反渗透膜的氧化剂优选氯，不仅使得反渗透膜的操作工艺变复杂，同时也会有降低膜片使用寿命的可能性。中国专利号2006100511924“一种极低压复合反渗透膜的生产方法”中，采用间苯二胺和对苯二胺作为水相混合单体来制备极低压的反渗透复合膜，其生产工艺明显简单可行，制备的反渗透膜片在250ppm nacl进水，60psi(约0.4mpa)操作压力下，膜片的脱盐率大于98.5％，同时产水量约为1.1m3/m2·d；而在40psi(约0.3mpa)操作压力下，膜片的脱盐率大于96

4、％，同时产水量约为0.75m3/m2·d。虽然该反渗透膜的脱盐率略有降低，但其产水量有了一定的提高，然而实际使用过程中对于更高的产水量，同时保证一定的脱盐率的需求显然更加迫切。

5、本发明旨在提供一种极低压反渗透膜的制备方法，即在极低的操作压力下，能够大幅度提高反渗透膜产水量的同时又不显著降低其脱盐率。在界面聚合制备反渗透膜的过程中，通过对制备方法中的各技术特征进行重新选择、优化，对界面聚合过程进行调控，进而在不明显影响复合膜分离性能的前提下，有效提高复合膜的产水量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种极低压抗氯反渗透膜制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4、(a)聚酰胺反渗透膜制备：在多孔支撑膜上，通过水相单体芳香族多元胺的水溶液与有机相单体芳香族多元酰氯溶液之间进行界面反应，得到聚酰胺反渗透复合膜，其中界面聚合所用的有机相溶液中加入添加剂。

5、(b)一次热处理：水相与有机相在完成界面聚合之后，将生成的聚酰胺反渗透膜进行热处理，温度范围为40～150℃，时间为3～10min。

6、(c)清洗处理：一次热处理后，将生成的聚酰胺反渗透膜分别在1～5％的浓硫酸，纯水，1～5％的氢氧化钠，纯水中依次清洗处理3～10min。

7、(d)浸泡处理：清洗处理后，将生成的聚酰胺反渗透膜用质量体积浓度为3～30％的甘油溶液浸泡处理3～5min。

8、(e)二次热处理：浸泡处理后，将生成的聚酰胺反渗透膜再进行一次热处理，温度范围为60～150℃，时间为3～10min，得到最终的反渗透复合膜。

9、进一步地，其中，水相单体芳香族多元胺为间苯二胺、对苯二胺、或均苯三胺中的一种或多种，且水相单体芳香族多元胺的质量体积浓度为1.0～5.0％。

10、进一步地，其中，有机相单体芳香族多元酰氯为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、或对苯二甲酰氯中的一种或多种，且有机相单体芳香族多元酰氯的质量体积浓度为0.05～0.3％。

11、进一步地，其中，有机相溶剂为正己烷、十二烷、正庚烷、isopar e、isopar g、isopar l、或isopar m。

12、进一步地，其中，有机相中加入添加剂为n,n-二甲基-2-咪唑啉酮(dmi)、n,n-二甲基丙烯基脲(dmpu)、磷酸三丁酯(tbp)、磷酸三乙酯(tep)中的一种或几种，且添加剂的质量体积浓度为0.001％～10％。

13、进一步地，其中，水相单体芳香族多元胺为间苯二胺，且间苯二胺的质量体积浓度为2.0～3.0％。

14、进一步地，其中，有机相单体芳香族多元酰氯为均苯三甲酰氯，且均苯三甲酰氯的质量体积浓度为0.1～0.15％。

15、进一步地，其中，有机相溶液中加入的添加剂的质量体积浓度为0.01～3％。

16、进一步地，其中，水相与有机相在界面聚合的过程中控制两相温度，水相温度范围为5～40℃，有机相温度范围为5～60℃。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本发明通过在界面反应体系中加入添加剂，不需要改变或增加常规复合分离膜的制备工序，即可在极低操作压力条件下实现高产水量反渗透复合膜的制备，而且相对于现有技术具有更高的脱盐率，重现性较好，制备成本低廉。

技术特征：

1.一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，水相单体芳香族多元胺为间苯二胺、对苯二胺、或均苯三胺中的一种或多种，且水相单体芳香族多元胺的质量体积浓度为1.0～5.0％。

3.根据权利要求1所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，有机相单体芳香族多元酰氯为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、或对苯二甲酰氯中的一种或多种，且有机相单体芳香族多元酰氯的质量体积浓度为0.05～0.3％。

4.根据权利要求1所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，有机相溶剂为正己烷、十二烷、正庚烷、isopar e、isopar g、isopar l、或isopar m。

5.根据权利要求1所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，有机相中加入添加剂为n,n-二甲基-2-咪唑啉酮(dmi)、n,n-二甲基丙烯基脲(dmpu)、磷酸三丁酯(tbp)、磷酸三乙酯(tep)中的一种或几种，且添加剂的质量体积浓度为0.001％～10％。

6.根据权利要求2所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，水相单体芳香族多元胺为间苯二胺，且间苯二胺的质量体积浓度为2.0～3.0％。

7.根据权利要求3所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，有机相单体芳香族多元酰氯为均苯三甲酰氯，且均苯三甲酰氯的质量体积浓度为0.1～0.15％。

8.根据权利要求1所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，有机相溶液中加入的添加剂的质量体积浓度为0.01～3％。

9.根据权利要求1所述的一种极低压反渗透膜的制备方法，其特征是：其中，水相与有机相在界面聚合的过程中控制两相温度，水相温度范围为5～40℃，有机相温度范围为5～60℃。

技术总结
本发明公开了一种极低压反渗透膜的制备方法，在多孔支撑膜上，通过水相单体芳香族多元胺的水溶液与有机相单体芳香族多元酰氯溶液之间进行界面反应，得到聚酰胺反渗透复合膜。本发明通过在界面反应体系中加入添加剂，不需要改变或增加常规复合分离膜的制备工序，即可在极低操作压力条件下实现高产水量反渗透复合膜的制备，而且相对于现有技术具有更高的脱盐率，重现性较好，制备成本低廉。

技术研发人员：向龙,冯泽
受保护的技术使用者：湖南龙新净水科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12