[发明专利]一种抗菌耐氧化复合反渗透膜

说明书

技术领域

本发明属水处理领域中的高分子复合膜，具体是指一种常规的复合反渗透膜经后处理后具有更好的抗菌耐氧化性。

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。

以多孔膜为支撑层，通过多元胺和多元酰氯之间界面聚合反应，制备的聚酰胺复合反渗透膜是目前应用最为广泛的反渗透膜，具有渗透通量大、选择分离性能好等优点。但是，聚酰胺类复合反渗透膜的耐氯抗氧化性能差，这就要求严格控制反渗透进水中游离余氯的浓度，对预处理提出了很高的要求，导致运行成本增加。同时，聚酰胺复合反渗透膜在使用过程中污染的控制与清洗，也需要严格控制使用含氯杀菌剂。这些均严重制约了聚酰胺复合反渗透膜的推广应用，尤其是在高污染水处理、水回用以及化工分离等领域中的应用。因而，如何提高现有反渗透膜的抗菌和耐氧化性能，是提高复合反渗透运行效率、延长其使用寿命的关键。

在提高聚酰胺类复合反渗透膜抗污染性能方面，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。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。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；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-COOH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。在提高聚酰胺类复合反渗透膜抗氧化性方面，中国专利200610051219.X(公开号：CN101147846A)通过用过硫酸溶液对聚酰胺复合反渗透膜的聚酰胺层进行处理，使得复合反渗透膜的耐氯性能和抗污染性能得到了大大提高。

因而，尽管目前在抗污染及耐氧化反渗透膜的研究开发方面已取得了很大的进展，但是制备同时具有抗菌和耐氧化功能的复合反渗透膜，仍是膜学术界和膜工业界追求的目标之一。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术中的不足，提供一种抗菌耐氧化复合反渗透膜。提高反渗透膜的抗菌、耐氧化和耐生物污染性能，延长反渗透膜的使用寿命。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种抗菌耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层、多孔支撑层和在多孔支撑层上的聚酰胺高分子脱盐层，其特征在于，在多孔支撑层上的聚酰胺高分子脱盐层经下述步骤处理：

(a)将高分子脱盐层在甲醛溶液中浸泡处理，取出后用纯水洗涤；

(b)将上述处理的高分子脱盐层在含羟甲基乙内酰脲，或羟甲基亚乙基脲，或羟甲基恶唑烷酮的溶液中浸泡处理，然后烘干；

(c)将上述处理的高分子脱盐层在含活性氯的溶液中浸泡处理，取出后用纯水洗涤，得到抗菌耐氧化复合反渗透膜。

而本发明中的无纺布层为行业所共知的常规材料、多孔支撑层为本行业内的常规材料所制备的普通超滤膜层，仅作为支撑层在本发明中使用出现。

作为优选，上述的抗菌耐氧化复合反渗透膜中，所述的聚酰胺高分子是全芳香聚酰胺，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

Z为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。

D：或芳族-脂族混合聚酰胺

W为：-H或-Cl或-NO₂或-CH₃。