[发明专利]一种耐污染聚酰胺复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体分离领域，具体涉及一种耐污染聚酰胺复合膜及其制备方法。

背景技术

聚酰胺复合膜是应用最为广泛的液体分离膜品种，其结构是在无纺布、聚砜支撑层、及在聚砜支撑层上通过界面聚合形成的聚酰胺分离层（例如美国专利US5160619和中国专利CN1724130A等）。聚酰胺复合膜具有脱盐率高，通量大，化学稳定性优良，pH范围宽（4-11），操作压力要求低等优点。但是膜污染问题依然是影响聚酰胺复合膜应用的关键性问题，并严重阻碍了复合膜的进一步推广。在实际应用中，膜材料很容易发生包括有机物污染、无机物污染和微生物污染等污染情况，导致系统压差增大，产水量减少，脱盐率下降，损坏膜材料及膜组件，进而影响系统的正常运行。尤其微生物污染将会形成不可逆性破坏，成为膜材料应用的天敌。

现有抗污染膜技术主要分为两方面：一是将亲水性聚合物涂覆于聚酰胺复合膜的表层增强了复合膜的抗污染性能，例如：CN101462024A在聚酰胺层表面上依次涂覆PVA溶液和含有交联剂及催化剂的溶液，然后高温交联形成高交联的PVA抗污染层，提高了PVA抗污染层的强度，从而提高了复合膜的抗水冲刷和溶解性能，提高了其抗无机物和有机物污染能力，但是抗微生物污染较弱。二是将抗微生物纳米颗粒加入到聚酰胺层中，形成抗微生物污染复合膜，例如：如CN101874989A采用新型界面聚合法制备的复合膜在聚砜支撑层表面生成一层完整和均一的聚酰胺膜层的基础上，同时在其表面又生成一层无机抗微生物颗粒修饰的聚酰胺膜层，提高了聚酰胺复合膜的耐微生物污染的性能，延长了复合膜使用寿命，但是其抗无机物和有机物污染能力较弱。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种同时耐微生物污染和耐无机物、有机物污染的聚酰胺复合膜及其制备方法。本发明通过在聚酰胺层上涂覆一层含有耐微生物污染的，纳米颗粒复合的亲水性聚合物溶液并经后处理后形成耐污染层，提高了复合膜耐微生物耐污染性能，延长了复合膜的使用寿命，并使其具有较高水通量和脱盐率。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

1）一种耐污染聚酰胺复合膜，包括依次层叠的无纺布层、多孔支撑层、聚酰胺层和耐污染层，其中，所述耐污染层由包含无机纳米颗粒复合的聚合物而构成。

2）在本发明第1）项所述的聚酰胺复合膜的一个优选实施方式中，所述聚合物选自亲水性聚合物，优选聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇或聚乙烯亚胺中的至少一种。

3）在本发明第2）项所述的聚酰胺复合膜的一个优选实施方式中，所述的聚乙烯醇聚合度为500-3000、醇解度为78-100%；所述的聚乙二醇平均分子量为200-100000；所述的聚乙烯亚胺平均分子量为300-80000。

4）在本发明第1）-第3）项中任一项所述的耐污染聚酰胺复合膜，其特征在于，所述耐污染层中的无机纳米颗粒的质量含量为0.01-50%，优选为10-30%，亲水性聚合物的质量含量为50-99.99%，优选为70%-90%。

5）在本发明第1）-第4）项中任一项所述的耐污染聚酰胺复合膜，其特征在于，所述纳米颗粒选自银、银化合物、改性银、改性银化合物、铜、铜化合物、改性铜、改性铜化合物、锌、锌化合物、改性锌、改性锌化合物、钛、钛化合物、改性钛和改性钛化合物的纳米颗粒中至少一种。

6）在本发明第5）项所述的耐污染聚酰胺复合膜，所述改性无机纳米颗粒选自偶联剂改性的无机纳米颗粒、酯化反应改性的无机纳米颗粒、聚合物表面接枝改性的无机纳米颗粒中的至少一种。

7）在本发明第5）或第6）项所述的聚酰胺复合膜的一个优选实施方式中，所述银化合物选自氧化银和/或卤化银。

8）在本发明第5）-第7）项中任一项所述的聚酰胺复合膜的一个优选实施方式中，所述铜化合物选自氧化铜、氧化亚铜、卤化铜或卤化亚铜中的至少一种。

9）在本发明第5）-第8）项中任一项所述的聚酰胺复合膜的一个优选实施方式中，所述锌化合物选自氧化锌和/或卤化锌。

10）在本发明第5）-第9）项中任一项所述的聚酰胺复合膜的一个优选实施方式中，所述钛化合物为二氧化钛。

11）在本发明第1）-第10）项中任一项所述的聚酰胺复合膜的一个优选实施方式中，所述无机纳米颗粒的粒径为1-1000nm，优选为10-100nm。

12）一种本发明第1）-第11）项中任一项所述的聚酰胺复合膜的制备方法，包括：

i）将所述无机纳米颗粒分散于含有所述亲水性聚合物的水溶液中形成无机纳米颗粒复合的亲水性聚合物溶液；