[发明专利]一种抗菌复合反渗透膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子复合膜，具体是指一种具有抗菌功能的复合反渗透膜。

技术背景

反渗透技术是一种高效、节能的绿色新型分离技术，具有设备简单、操作条件温和、处理量大、分离效率高等突出特点，已在海水和苦咸水淡化、废水处理与资源化、生物制品分离、环境工程、食品、医药等领域得到广泛应用，并已取得了很好的经济和社会效益；近年来，随着全球水资源短缺日益严重、水污染日益加重，反渗透技术在海水淡化和水回用领域得到了更广泛的应用和重视。但是反渗透膜分离技术的应用瓶颈之一是膜污染，尤其是膜表面的生化污染，已严重制约了反渗透技术在高污染水处理、水回用以及化工分离等领域中的应用。

近十几年来，在抗污染反渗透膜研究与开发方面开展了大量的研究工作，主要通过膜表面涂敷、表面化学改性、表面接枝等化学物理方法，改变反渗透膜的化学物理性质如表面亲水性、表面粗糙度和表面电荷等，提高反渗透复合膜的抗污染性能。

Uemura和Kuriharal研制了一种聚砜多孔支撑层、聚酰胺超薄皮层和聚乙烯醇(PVA)保护层的薄层复合膜(TFCM)，以提高膜的亲水性和耐污染性；Jennifer等通过在聚酰胺反渗透复合膜表面涂覆聚醚-酰胺嵌段共聚物来提高抗污染性；Elimelech等用阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠处理聚酰胺反渗透复合膜，以提高膜对水中的胶体的耐污染能力；Wilbert等用两种T-X系列和P系列聚环氧乙烯型非离子表面活性剂，处理商用聚酰胺反渗透复合膜，提高膜的抗蛋白质污染能力；Kim等采用物理涂覆工艺改性反渗透复合膜，以提高膜处理染料废水的抗污染性能。

Kulkarni以质子性酸如HF，HCl，H₂SO₄，HNO₃和H₃PO₄等作为亲水试剂，或将膜置于乙醇、异丙醇等温和的溶剂中，使聚酰胺反渗透复合膜的亲水性提高；Mukherjee等把聚酰胺反渗透复合膜CPA2和SWC1浸入氢氟酸(HF)催氟酸(FSA)/异丙醇(IPA)/水的混合液中进行改性，随着处理时间的延长，膜接触角减小，其亲水性增强。

Kang等人在初生态聚酰胺反渗透复合膜表面接枝聚乙二醇，在提高膜表面亲水性的同时又降低了膜表面粗糙度，从而提高了膜的抗污染性能；Freger以及Gilron等均采用氧化还原法(以K₂S₂O₈和K₂S₂O₅作为引发剂)在聚酰胺反渗透复合膜表面接枝具有亲水性的丙烯酸、甲基丙烯酸等支链，使膜表面粗糙度降低，从而减弱了污染物在膜表面的吸附，同时膜接触角减小，膜亲水性增强，因此膜的耐污染性增强；Belfer等采用辐射接枝法在商用聚酰胺复合膜表面分别接枝甲基丙烯酸支链和聚乙二醇甲基丙烯酸支链，由于亲水性基团-C0OH的存在，膜在整个pH值范围内均具有较高的负Zeta电位，从而改善了膜的抗污染能力；同样，Belfer等在聚酰胺反渗透复合膜表面上接枝丙烯腈支链，也取得了较好的抗污染效果。

因而，尽管目前在抗污染反渗透膜的研究开发方面已取得了很大的进展，但仍然无法抑制反渗透膜表面的生化污染，而提高反渗透膜的抑菌性能是关键。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种新型的复合反渗透膜结构，可以有效提高现有复合反渗透膜的抗菌和抗生化污染性能。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种抗菌复合反渗透膜，其特征在于，多孔支撑膜上复合有一层高分子脱盐层，在高分子脱盐层上有一层高分子抗菌材料，通过表面修饰技术复合而成。

作为优选，上述的抗菌复合反渗透膜中的高分子脱盐层是聚酰胺类高分子；作为更佳选择，所述的聚酰胺类高分子为全芳香聚酰胺，或芳香聚酰胺-脲，或芳香聚酰胺-氨基甲酸酯，或芳族-脂族混合聚酰胺；

具体分子式表示如下：

A：全芳香聚酰胺

X为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。

B：芳香聚酰胺-脲

Y为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。

C：芳香聚酰胺-氨基甲酸酯