[发明专利]包括银纳米线层的反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反渗透膜及其制备方法，更具体而言，涉及一种包括银纳米线层的反渗透膜，该银纳米线层插入在支撑体和聚酰胺薄膜之间。

背景技术

溶剂穿过隔离膜在被半透膜隔离的两种溶液之间从溶质浓度低的溶液进入溶质浓度高的溶液的现象称为渗透，这里，由于溶剂的运动作用在溶质浓度高的溶液上的压力称为渗透压。在这种情况下，当施加高于渗透压的外部压力时，溶剂向溶质浓度低的溶液移动，这种现象称为反渗透。基于反渗透原理，使用压力梯度作为驱动力通过半渗透膜，可以将多种盐或有机物从溶液中分离出来。使用反渗透现象的反渗透膜已经用于分离分子水平的物质，以及从苦咸水或海水中除去盐类并为家庭，商业和工业使用提供水。

反渗透膜的典型实例是聚酰胺类的反渗透膜。聚酰胺类的反渗透膜通过在微孔层支撑体上形成聚酰胺活性层的方法得到制备。具体而言，微孔支撑体通过如下方法形成：在无纺布上形成聚砜层，将微孔支撑体浸入间苯二胺(mDP)水溶液中形成mPD层，再将该mPD层浸入均苯三甲酰氯(TMC)有机溶剂中使mPD层与TMC接触而发生界面聚合反应，从而形成聚酰胺层。

同时，近年来，为了改善反渗透膜的性能，已经开发了各种原水改性和膜后处理技术，例如，通过使用常压等离子体与乙烯基单体在反渗透膜表面上进行接枝聚合以提高聚酰胺层的耐久性或防污性能的方法(US2009/0308804A1)，通过将酸性多糖加入到料液中初步地使污染最小化的方法（US2009/0188861A1)，将无机粒子如TiO₂等引入酰胺薄膜中的方法(US6551536)。

然而，这些技术显示不明显的附加效果，或者，由于形成了多个涂层，增加了反渗透膜的厚度使水净化性能降低。此外，将多种添加剂加入到原水中的过程等使得制备方法复杂化。

而且，如相关领域，已经提出了一种提供功能的方法，即在制备了反渗透膜组件后，在该反渗透膜组件上用含有分散的纳米银粒子的表面处理溶液进行表面处理过程(韩国专利公开公布No.2010-0079530)。然而，实际上在现场使用通过前述方法制备的反渗透膜组件时，由于银纳米粒子大部分从反渗透膜的表面暴露出来，在高压和高速的操作条件下银纳米粒子极有可能被洗脱掉。考虑到在2010年6月2日举行的环境委员会会议上做出的欧盟中现有的RoHS规定的物质中限制使用两种类型的纳米材料(纳米银和碳纳米管(CNT))的修订，尽管银在如抗生物应用、防污染应用、耐氯性应用等方面具有优异的和独特的性能，由于存在银纳米粒子被洗脱的风险，因此预计通过表面处理的方法将银纳米粒子引入反渗透膜的实际工艺在其应用中具有巨大的困难。

还有，如相关领域，已经尝试了在形成超滤(UF)膜、微滤(MF)膜或隔离膜的过程中直接加入银纳米粒子的方法。然而，银纳米粒子具有表面面积小于银纳米线的表面面积的粒子形状(球形或角形)。因此，例如，在反渗透膜的情况下，银纳米粒子不会暴露或表现在聚酰胺薄膜的外侧，很难获得银的本征效应。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种具有优异的脱盐率、渗透流率、耐氯性以及防污性的反渗透膜及其制备方法。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种反渗透膜，包括：多孔支撑体；在所述多孔支撑体上形成的银纳米线层；和在所述银纳米线层上形成的聚酰胺薄膜。

根据本发明的另一个方面，提供了一种反渗透膜的制备方法，包括：用含有银纳米线的胺类的水溶液涂布多孔支撑体形成银纳米线层；并使该银纳米线层与含有酰卤的脂肪族烃类有机溶液接触以形成聚酰胺薄膜。

所述胺类水溶液可以包括0.001wt%至0.5wt%的银纳米线。

有益效果

由于具有抗生物性的银纳米线的存在，根据本发明的实施方案的反渗透膜具有优异的防污性和耐氯性，这是。而且，相对于相关领域的反渗透膜，根据本发明的实施方案的反渗透膜凭借银纳米线层具有改善的聚酰胺薄膜的表面特征，在脱盐率和渗透流率方面表现出优异的性能。

还有，根据本发明的实施方案的反渗透膜是将银纳米线加入到胺类水溶液中制备的，因为该制备方法简单，因此可以使用常规反渗透膜的制备设备，并且获得了一种更薄的反渗透膜。

附图说明

图1是说明根据本发明的实施方案的反渗透膜的结构的图。

图2是通过对根据本发明的实施方案7的聚酰胺薄膜的表面进行成像获得的SEM照片。

图3是通过对根据本发明的比较实施例7的聚酰胺薄膜的表面进行成像获得的SEM照片。

关于附图标记的说明;