[发明专利]一种高通量反渗透复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种反渗透复合膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜是一类高分子材料制备的，能够实现反渗透膜分离操作的人造半透膜。其作用原理是通过以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂。由于反渗透膜在高流速下应具有高效脱盐率，具有较高机械强度和使用寿命，能在较低操作压力下发挥功能，能耐受化学或生化作用的影响，受pH值、温度等因素影响较小，制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉等优点，所以反渗透膜已经被广泛应用于化工、水处理，海水淡化、医药等领域。

反渗透膜主要分为两大类：一类是具有非对称结构的醋酸纤维素膜；另一类是芳香族聚酰胺复合膜。其中醋酸纤维素膜由于其pH适用范围窄，易水解，操作压力要求偏高且水通量较低等原因，其发展受到限制。而芳香族聚酰胺反渗透复合膜则有着脱盐率高，水通量大，应用pH范围宽且化学稳定性较好等优点，广泛被使用。目前已实现产业化的芳香族聚酰胺反渗透复合膜是由多元胺和多元酰氯在多孔支撑层上通过界面聚合技术制备的，所得到的聚芳香酰胺分离层厚度大约为200nm，起到了主要的脱盐分离作用，而多孔支撑层则提供必要的机械强度和耐压密性。

目前，商品化的反渗透复合膜是由间苯二胺和均苯三酰氯通过界面聚合的方法制备得到。除了发生胺基与酰氯基团的聚合反应外，还伴随着酰氯的水解反应(转化成羧基)从而使复合膜的亲水性有所提高(例如中国专利CN 1724130A，CN 1370796A等)。在反渗透复合膜中，控制复合膜分离性能的关键是复合膜最上层的聚酰胺超薄分离层，而水通量、盐截留是评价反渗透复合膜性能的两个重要参数。高的水通量主要是由于芳香聚酰胺复合膜表面有高的亲水性(亲水性来自于未反应的酰氯的水解)。为了增加复合膜的亲水性，人们又将磺酸基团、羧酸基团或者亲水聚合物(如聚乙烯醇，聚乙烯苯酚等)引入到芳香聚酰胺中。这些方法虽然使复合膜的水通量有一定程度的增加，但是脱盐率却下降明显。因此，即要达到高的水通量，同时又要保持良好的盐截留，薄的活性聚酰胺层和高度交联结构是复合膜所必须具备的条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种即具有高脱盐率，又具有高水通量的反渗透复合膜及其制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种式I所示的化合物：

优选的，所述化合物具有式Ia所示的结构：

优选的，所述化合物具有式Ib所示的结构：

本发明还提供了一种反渗透复合膜，包括：

支撑层；

活性分离层，位于所述支撑层表面；

其中所述活性分离层由芳香多元酰氯和芳香多元胺通过界面聚合形成；所述芳香多元胺包括权利要求1所述的化合物和间苯二胺。

优选的，所述多元芳香酰氯为：均苯三酰氯、3，4′，5-联苯三酰氯、3，3′，5，5′-联苯四酸、2，2′，5，5′-联苯四酰氯和2，2′，4，4′-联苯四酰氯中的一种或多种。

优选的，所述支撑层包括：

聚酯无纺布；

聚砜材料层，位于所述聚酯无纺布表面；

所述活性分离层形成于所述聚砜材料层表面。

本发明还提供了一种所述反渗透复合膜的制备方法，包括：

a)将芳香多元胺的水溶液倾倒在支撑层表面，覆盖所述支撑层表面；

b)再将芳香多元酰氯的有机溶液倾倒在所述芳香多元胺水溶液形成的液膜表面，覆盖所述液膜得到具有活性分离层预制件；

c)将所述预制件干燥后得到反渗透膜。

优选的，所述芳香多元胺水溶液中芳香多元胺的质量体积浓度为1.5％～3％；所述芳香多元酰氯的有机溶液中所述芳香多元酰氯的质量体积浓度为0.05％～0.2％。

优选的，所述芳香多元胺的水溶液中，式I(Ia，Ib)所示的化合物与间苯二胺按的质量比为(0.05～0.30)∶(1.45～2.95)。

优选的，所述步骤a)具体为：

a1)将聚砜、制孔剂和表面活性剂在有机溶剂中混合；

a2)将所述混合溶液涂刮在聚酯无纺布上，然后将其浸入水中发生相转化得到支撑层；

a3)将所述芳香多元胺的水溶液倾倒在支撑层表面的聚砜材料层上，覆盖所述聚砜材料层。