[发明专利]一种耐微生物污染的复合反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐微生物污染的复合反渗透膜及其制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

复合反渗透膜作为应用最广泛的反渗透膜品种，已知的结构是在多孔支撑体上形成分离性能较好的聚酰胺表层(如US5160619)。现有的复合反渗透膜，虽然具有高的盐阻滞率和水透过量等性能，但是膜污染问题依然是困扰复合反渗透膜应用的关键性问题之一。经过科研工作者多年的研究，虽然复合反渗透膜的抗无机物污染和抗有机物污染的性能得到了很大的提高，但对反渗透膜抗微生物污染的研究还处于起步阶段。微生物污染依然是反渗透膜应用中最常见和最严重的问题，严重影响了反渗透膜的应用和推广。有专利文献报道(如US6551，536B1)采用二氧化钛表面修饰反渗透膜具有较好的耐微生物污染的性能，但是二氧化钛的加入破坏了脱盐层聚酰胺层的完整与均一性，因而该反渗透膜的盐阻滞率不高。从复合型反渗透膜的应用等方面考虑，采用新型界面聚合法制备的反渗透膜能在聚砜支撑层表面生成一层完整和均一的聚酰胺膜层的基础上，同时在其表面又生成一层无机抗菌颗粒修饰的聚酰胺膜层，不仅可提高反渗透膜的耐微生物污染的性能，还将增加反渗透膜表层的厚度，提高反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长反渗透膜的使用寿命，从而拓宽反渗透膜的应用领域，并降低产品水的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种耐微生物污染的复合反渗透膜及其制备方法。本发明通过在聚酰胺表层上制备由纳米无机抗菌颗粒修饰的第二层聚酰胺表层，提高了复合反渗透膜耐微生物污染的性能，增加了反渗透膜表层的厚度，提高了反渗透膜的耐机械损伤的性能，延长了反渗透膜的使用寿命，并使其具有高水渗透性和高盐阻滞率。

本发明的技术方案：一种耐微生物污染的复合反渗透膜，包括无纺布层、聚砜支撑层和双层聚酰胺表层，其特点是：在第一层聚酰胺表层上有用纳米无机抗菌颗粒改性的多元胺溶液与多元酰氯反应制成的含有纳米无机抗菌颗粒的第二层聚酰胺表层。

所述的聚砜支撑层选自聚砜多孔支撑层、聚醚砜多孔支撑层、聚丙烯多孔支撑层、聚乙烯多孔支撑层、聚偏四氟乙烯多孔支撑层。

上述耐微生物污染的复合反渗透膜的制备方法为：首先将聚砜支撑层与含有至少两个反应性氨基的化合物的A溶液接触，用橡胶辊除去多余的溶液，在聚砜支撑层表面上形成A溶液层；然后将此(附有A溶液层的)聚砜支撑层与含有至少两个反应性酰氯基多官能性酰氯化合物的B溶液接触，形成第一层聚酰胺表层；有机溶剂挥发后再与含有至少两个反应性氨基的化合物和纳米无机抗菌颗粒的C溶液接触，形成第二层聚酰胺表层，即得。

前述A溶液、C溶液中所含至少有两个反应性氨基的化合物最好是选自芳香族、脂肪族、脂环族多官能胺中的至少一种化合物。

所述的芳香族多官能胺最好是间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、1，3，5-三氨基苯、1，2，4-三氨基苯、3，5-二氨基安息香酸、2，4-二氨基甲苯、2，4-二氨基苯甲醚、阿米酚、苯二甲基二胺中的至少一种；所述的脂肪族多官能胺最好是乙二胺、丙二胺、三(2-氨乙基)胺中的至少一种；所述的脂环族多官能胺最好是1，3-二氨基环己烷、1，2-二氨基环己烷、1，4-二氨基环己烷、哌嗪、烷基取代哌嗪中的至少一种。

前述B溶液中所含至少有两个反应性酰氯基多官能性酰氯化合物最好是选自芳香族、脂肪族、脂环族的多官能性酰氯化合物中的至少一种化合物。

所述芳香族多官能酰氯化合物最好是均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯中的至少一种；所述脂肪族多官能酰氯化合物最好是丁三酰氯、丁二酰氯、戊三酰氯、戊二酰氯、己三酰氯、己二酰氯化合物中的至少一种；所述脂环族多官能酰氯化合物最好是环丙烷三酰氯、环丁烷二酰氯、环丁烷四酰氯、环戊烷二酰氯、环戊烷三酰氯、环戊烷四酰氯、环己烷二酰氯、环己烷三酰氯、环己烷四酰氯、四氢呋喃二酰氯、四氢呋喃四酰氯中的至少一种。

前述纳米无机抗菌颗粒最好是选自银离子类抗菌剂、铜离子负载抗菌剂、锌离子负载抗菌剂、纳米银颗粒、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂、二氧化钛等无机抗菌剂中的至少一种抗菌颗粒。

前述聚砜支撑层上形成的第一层聚酰胺表层与C溶液接触前，其表面的溶剂挥发至干，即没有B溶液的溶剂残留在第一层聚酰胺表层上(肉眼所见没有B溶液的残留溶剂存在)。

聚砜支撑层与A溶液接触时间为5s～300s，附有A溶液层的聚砜支撑层与B溶液接触时间为5s～300s，第一层聚酰胺表层与C溶液接触时间为5s～300s。