[发明专利]一种耐污染低压反渗透膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理反渗透膜分离技术领域，具体涉及一种耐污染低压反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜是一种用特殊材料和加工方法制成的、具有半透性能的薄膜。它能在外加压力作用下使水溶液某一些组分选择性透过,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。1978年，美国J.E.Cadotte等学者在反渗透复合膜制备技术和功能材料研究方面取得重大突破；1980年美国Filmtec公司推出了FT-30反渗透复合膜，实现了反渗透复合膜技术的商品化，使反渗透复合膜技术取得了划时代的进步，之后Filmtec公司又相继开发成功了常规反渗透复合膜、海水淡化用。

在反渗透膜发展的历史中，醋酸纤维素和芳香族聚酰胺是典型的优异的膜材料，不对称膜和复合膜的研发是创新的两个范例。目前聚酰胺反渗透膜已经成功应用海水淡化、饮用水处理和废水回用等。芳香族聚酰胺类复合膜的优点是脱盐率高，通量大，应用pH范围宽，耐生物降解，操作压力要求低等，缺点是不耐氧化，氧化后性能急剧衰减，抗结垢和污染能力差等。广泛应用于纯水和超纯水制备，工业用水处理等方面。围绕提高聚酰胺反渗透膜的耐污染性，膜公司和研究单位均开展了相关的研究（CN200410068155.5）。

用亲水性高分子，如丙烯酸及其共聚物，通过交联在聚砜多孔膜表面可以制备反渗透膜（CN1345626A）。聚乙烯醇作为一种亲水性高分子，具有良好的成膜性。如以聚乙烯醇作为成膜材料，直接涂覆于聚砜超滤膜的表面，交联固化成复合纳滤膜（J Colloid Interface Sci. 2009，338，121–127）。中国专利CN1213985A公开了“反渗透复合以及用它进行反渗透处理水的方法”中使用聚乙烯醇涂覆聚酰胺膜，提高了膜的耐污染性。但由于聚乙烯醇没有交联，耐反洗能力和稳定性较差。近年来，关于两性离子共聚物的耐污染性研究非常广泛。研究表明含有两性离子功能基团的材料具有良好的水渗透性和抗污染性。利用聚乙烯醇的良好成膜性和两性离子的耐污染性，制备含有两性离子基团的聚乙烯醇，将其作为涂覆剂，可以将两性离子亲水性和抗污染性的特点与聚酰胺界面聚合制膜方便、快速的特点相结合，制备一种新型的耐污染反渗透膜。

发明内容

 针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种耐污染低压反渗透膜及其制备方法的技术方案。

所述的一种耐污染低压反渗透膜的制备方法，其特征在于在聚砜多孔膜上利用多元胺水溶液与多元酰氯的有机溶液通过界面缩聚制备聚酰胺膜，然后在聚酰胺膜表面涂覆和交联一层聚乙烯醇接枝两性离子共聚物膜。

所述的一种耐污染低压反渗透膜的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

1）在50克/升的聚乙烯醇水溶液中加入占聚乙烯醇水溶液总质量为20～35%的两性离子单体，在氮气保护下，加入占聚乙烯醇水溶液总质量为0.25～1.0%的氧化-还原引发剂，在55℃下反应3～5小时，反应产物经丙酮沉淀、洗涤，于60～80℃干燥3小时，粉碎，得到聚乙烯醇接枝两性离子共聚物，备用；

2）先将聚砜多孔膜浸入到多元胺水溶液中，浸渍0.5～1分钟，取出并排除表面过量的溶液；再将其浸入到含有多元酰氯单体的油相溶液中，反应0.5～1分钟，通过界面聚合；然后于40～60^oC烘箱中固化20～40分钟；最后用去离子水浸泡，备用；

3）先将步骤1）得到的聚乙烯醇接枝两性离子共聚物配置成质量浓度为0.2～0.5wt/v%水溶液，将多元醛加入到聚乙烯醇接枝两性离子共聚物的水溶液中，调节溶液pH值至2～5，再将步骤2）得到的聚酰胺膜在上述聚乙烯醇接枝两性离子共聚物水溶液中浸渍1～2分钟后取出，然后在45～60^oC温度的烘箱中交联固化3～6小时，得到耐污染低压反渗透膜。

所述的一种耐污染低压反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤1）中所述的聚乙烯醇分子中的醋酸乙烯酯的水解度为88～99%。

所述的一种耐污染低压反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤1）中所述的两性离子单体为N,N-二甲基N-(2-甲基丙烯酰氧乙基)N-(2-磺乙基)铵或N-(3-磺丙基)4-乙烯基吡啶中的一种。

所述的一种耐污染低压反渗透膜的制备方法，其特征在于步骤1）中所述的氧化-还原引发剂中的氧化剂为过硫酸氨或过硫酸钾，所述的氧化-还原引发剂中的还原剂为亚硫酸氢钠，氧化剂和还原剂的质量比为1：1.0～2.0。