一种超低压高通量反渗透膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及反渗透膜的技术领域，具体涉及一种超低压高通量反渗透膜的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 膜分离技术是当今水处理中常见的处理技术，其中的反渗透膜分离技术因其具有 对有机小分子和无机盐离子的良好分离性能及安全、环保、稳定性好的优点而成为目前膜 分离技术运用于水处理中的关键技术之一。
[0003] 反渗透膜的工作机理决定了其操作压力高，出水量低的特点，目前反渗透膜通常 采用界面聚合法制备，制备过程主要为：在无纺布支持层上涂覆聚砜基膜层，聚砜基膜先浸 泡含有多元胺的水相溶液，除去多余水相后浸入含有多元酰氯的油相溶液，从而在聚砜基 膜层上形成一层致密的聚酰胺脱盐层。
[0004] 为了更大的提升反渗透膜的使用效率，降低其操作压力，目前关于许多种提升产 水通量的研宄中，一方面是对反渗透膜的水通量的提升有限，而且大多甚至绝大多数是以 牺牲大量的脱盐率来换取的，且通过形成疏松脱盐层而增加通量，因为疏松脱盐层的性能 极其不稳定，因此通量极易衰减，亦即通量的上升呈现不稳定的状态，改进后初始的通量很 高，但运行一段时间后通量衰减严重。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种超低压高通量反渗透膜的制备方法，旨在保证脱盐率 变化不大的前提下提高反渗透膜的水通量，降低反渗透膜的运行压力。
[0006] 本发明采用的技术方案具体为：
[0007] -种超低压高通量反渗透膜的制备方法，具体包含以下步骤：
[0008] Sl :水相溶液的配制：将质量分数为1-3%的多元胺溶解于水，并搅拌均匀，通过 添加碱性物质调节水相溶液的pH值，使其控制在7-13 ;
[0009] S2 :油相溶液的配制：将质量分数为0. 1-0. 2%的均苯三甲酰氯和/或质量分数为 0. 5-2 %的酮衍生物和/或质量分数为0. 05-0. 3 %的脂类溶于异构烷烃类油相溶剂中，并 搅拌均匀；
[0010] S3 :将聚砜基膜浸入水相溶液中，保持10-40S ;然后用橡胶辊除去残留在基膜表 面的水相溶液，并将其浸入油相溶液中，保持10-40s ;之后放入80-100°C的烘箱中，烘干 3-5min，即得到聚酰胺干膜；
[0011] S4 :将制得聚酰胺干膜在纯水中浸泡清洗5-10min，取出后在质量分数为2-8%的 甘油中浸泡0. 5-2min，之后放入80-KKTC烘箱中烘干3-5min，即得到反渗透膜。
[0012] 在上述超低压高通量反渗透膜的制备方法中，所述多元胺为间苯二胺、对苯二胺、 邻苯二胺或者哌嘆。
[0013] 在上述超低压高通量反渗透膜的制备方法中，所述碱性物质为氢氧化物、三烷基 胺或者羧酸盐。
[0014] 在上述超低压高通量反渗透膜的制备方法中，所述酮衍生物为丙酮、环己酮或者 2-丁酮。
[0015] 在上述超低压高通量反渗透膜的制备方法中，所述脂类为邻苯二甲酸酯、磷酸三 甲苯酯或者邻苯二甲酸二辛酯。
[0016] 本发明产生的有益效果是：
[0017] 本发明的制备方法通过在油相中添加脂类及酮的衍生物物质，脂类物质首先与油 相中多元酰氯产生络合反应，大大增加了多元酰氯的反应活性，酮类物质则改变了水相及 油相间的溶解差异，增强了多元胺单体向有机相的扩散能力，从而增大了界面聚合的反应 界面，使反渗透膜的有效面积增加，进而增加膜片的水通量。
[0018] 通过本发明的制备方法制备出的反渗透膜可以在保证脱盐率变化不大或稍有降 低的情况下大量提升水通量，且能够在提升水通量的水平下长期稳定运行，尤其适用于含 盐量较低的苦咸水处理及家用饮水机。
【具体实施方式】
[0019] 当结合实施例考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的实施例及其 说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0020] 首先对以下各实施例的反渗透膜的测试条件为：
[0021] 测试液NaCl的浓度为200ppm，测试压力为60psi，测试液的pH值7. 5-8. 0 ;水温 为 25°C。
[0022] 实施例1
[0023] 将涂有聚砜的无纺布基膜浸泡入间苯二胺（MPD)含量为2%的水溶液中，完全浸 泡40s，取出后去除多余的水相；
[0024] 将湿膜浸泡入含有0. 15% TMC的油相溶剂中浸泡30s。去除多余残留液后，即 得到聚酰胺干膜，作为一种优选，本发明的油相溶剂采用的是异构烷烃类油相溶剂中的 ISOPARG ；
[0025] 将制得的聚酰胺干膜放置于烘箱中干燥3min，取出后浸泡入纯水中清洗5min，即 制得了高通量反渗透膜。
[0026] 经平板测试机测试，此湿膜的通量为22. 53LMH，脱盐率为98. 6%，其中水通量的 单位为 L/m/h (LMH)。
[0027] 实施例2
[0028] 将涂有聚砜的无纺布基膜浸泡入间苯二胺（MPD)含量为2%的水溶液中，完全浸 泡40 s，取出后去除多余水相；
[0029] 将湿膜浸泡入含有0. 15%的均苯三甲酰氯（TMC)以及0.05%的邻苯二甲酸酯 (脂类）的油相溶液ISOPARG中浸泡30s，去除多余残留液后，即得到聚酰胺干膜；
[0030] 将制得的聚酰胺干膜放置于烘箱中干燥3min，取出后浸泡入纯水中清洗5min，即 制得了高通量反渗透膜。
[0031] 经平板测试机测试，此湿膜的水通量为27. 81LMH，脱盐率为97. 9%。
[0032] 实施例3-6
[0033] 各步骤的参数控制与实施例1、2相同，实施例3-6的组分、配比、以及测试结果如 表1所示：
[0034] 表1实施例3-6的组分、配比以及测试结果
[0035]
【主权项】
1. 一种超低压高通量反渗透膜的制备方法，其特征在于，具体包含以下步骤： 51 :水相溶液的配制：将质量分数为1-3%的多元胺溶解于水，并搅拌均匀，通过添加 碱性物质调节水相溶液的pH值，使其控制在7-13 ; 52 :油相溶液的配制：将质量分数为0. 1-0. 2%的均苯三甲酰氯、质量分数为0. 5-2% 的酮衍生物以及质量分数为0. 05-0. 3 %的脂类溶于异构烷烃类油相溶剂中，并搅拌均匀； 53 :将涂有聚砜的无纺布基膜浸入水相溶液中，保持10-40S ;然后用橡胶辊除去残留 在基膜表面的水相溶液，并将其浸入油相溶液中，保持10-40s ;之后放入80-100°C的烘箱 中，烘干3-5min，即得到聚酰胺干膜； 54 :将制得聚酰胺干膜在纯水中浸泡清洗5-10min，取出后在质量分数为2-8%的甘油 中浸泡0. 5-2min，之后放入80-100°C烘箱中烘干3-5min，即得到反渗透膜。
2. 根据权利要求1所述的超低压高通量反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述多元 胺为间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺或者哌嗪。
3. 根据权利要求1所述的超低压高通量反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述碱性 物质为氢氧化物、三烷基胺或者羧酸盐。
4. 根据权利要求1所述的超低压高通量反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述酮衍 生物为丙酮、环己酮或者2- 丁酮。
5. 根据权利要求1所述的超低压高通量反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述脂类 为邻苯二甲酸酯、磷酸三甲苯酯或者邻苯二甲酸二辛酯。
【专利摘要】本发明提供一种超低压高通量反渗透膜的制备方法，具体包含以下步骤：S1：水相溶液的配制；S2：油相溶液的配制；S3：制取聚酰胺干膜；S4：制成到反渗透膜。通过在油相溶液中添加脂类及酮的衍生物，使得脂类物质首先与油相中多元酰氯产生络合反应，大大增加了多元酰氯的反应活性，酮类物质则改变了水相及油相间的溶解差异，增强了多元胺单体向有机相的扩散能力，增大了界面聚合的反应界面，使反渗透膜的有效面积增加，进而增加膜片的水通量。
【IPC分类】B01D71-56, C02F1-44, B01D67-00
【公开号】CN104607067
【申请号】CN201410736580
【发明人】梁辉, 赵旭, 鲁纯
【申请人】北京碧水源净水科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月5日