[发明专利]复合半透膜、其制造方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种液态混合物的选择分离用复合半透膜及其制造方法。涉及一种例如在除去海水或成水中的硼等溶质成分时适合使用的、在微多孔性支持膜上形成聚酰胺分离功能层的复合半透膜及其制造方法。 

背景技术

近年，人们尝试使用复合半透膜进行海水淡水化，并在世界范围内的水处理工厂(plant)中逐渐实用化。一般情况下，复合半透膜为在微多孔性支持膜(supporting membrane)上被覆分离功能层的复合膜结构。由交联芳香族聚酰胺形成此分离功能层时，具有由于含有苯环而富有刚性的优点、或通过芳香族多官能胺和芳香族多官能酰基卤(acid halide)的界面缩聚能够容易地制膜的优点，并且具有高除盐率、高渗透通量的优点(参见专利文献1、2)。 

最近，对于采用复合半透膜进行淡水化处理得到的淡水，要求具有高度水质标准，对复合半透膜的除去性能的要求逐渐严格。特别是对于除去海水中所含微量硼的性能的要求水平越发严格。 

然而，通过现有的常用复合半透膜进行淡水化处理，难以使硼含量降低至可用于饮料水的浓度水平。 

因此，作为使复合半透膜的硼除去性能提高的方法，例如，公开了对复合半透膜组件进行热水处理的方法(参见专利文献3)、使形成的聚酰胺分离功能层与含溴游离氯水溶液接触的方法(参见专利文献4)等。但是，上述复合半透膜，在5.5MPa的操作压力下使25℃、pH6.5、硼浓度5ppm、TDS浓度3.5重量％的海水渗透进行淡水化处理时，膜渗透通量为0.5m³/m²/日以下，即使硼除去率升高，达到91～ 92％左右，但仍不充分，因此，人们期望开发出具有更高硼阻止性能的复合半透膜。 

一般认为，为了提高复合半透膜的溶质阻止性能，可以缩小复合半透膜的分离功能层中的孔径，但同时为了得到充分的透水性能也必须适当地增大孔径。另一方面，即使复合半透膜的分离功能层中的孔径缩小，但由于孔数增加，半透膜中所占的空孔量也多时，透水量增加，但与其向反，溶质阻止性能存在降低的倾向。所以，为了提高溶质阻止性能、且将透水量维持在适当水平，必须适当地调整复合半透膜的分离功能层中的孔径及空孔量两者。 

因此，对通过适当调整分离功能层中的孔径及空孔量两个方面提高在微多孔质支持膜上形成聚酰胺分离功能层的复合半透膜的性能进行探讨。作为其解决方法之一，可以举出通过向反应药液中添加新型反应试剂适当地调整孔径及空孔量两者的方法。例如，公开了在复合半透膜中使分子中具有2个以上氨基的多胺成分、和含有分子中具有2个以上卤化酰基的线状脂肪族多酰基卤作为新型反应剂的酸成分反应，形成交联聚酰胺的方法(参见专利文献5)。此方法可以只通过对现有的制造方法进行一些改变即可实施，是一种简便的改善方法，能够制造具有高盐阻止率和高渗透通量的复合半透膜。但是，即使采用此方法，也难以将硼阻止率提高到充分的水平。 

专利文献1：特开平1-180208号公报 

专利文献2：特开平2-115027号公报 

专利文献3：特开平11-19493号公报 

专利文献4：特开2001-259388号公报 

专利文献5：专利第3031763号公报 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有高除盐率、同时即使对硼酸之类在中性区域不解离的物质也具有高阻止性能的复合半透膜、及其制造方法。 

为了实现上述目的，如下限定本发明。 

一种复合半透膜，所述复合半透膜是在微多孔性支持膜上形成聚酰胺分离功能层而得到的，其特征在于，构成所述聚酰胺分离功能层的聚酰胺是分子链中含有环状脂肪族基团及/或芳香族基团的聚酰胺，并且所述环状脂肪族基团及/或芳香族基团具有2个以上下述式(1)或(2)中任一个表示的基团作为取代基，此取代基中的至少1个为下述式(1)表示的基团。