[发明专利]具有良好耐氯性的高通量水处理分离膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理分离膜，该水处理分离膜通过将包含酰基卤化合物的有机溶液的液滴滴加到在多孔支撑体上形成的胺水溶液层上来制备。

背景技术

溶剂在由半透膜分隔开的两种溶液之间从溶质浓度较低的溶液向另一溶质浓度较高的溶液的运动称作渗透。通过溶液运动而施加到溶质浓度较高的溶液上的压力称作渗透压。当施加高于渗透压的一定水平的外部压力时，溶剂可以从溶质浓度较高的溶液向溶质浓度较低的溶液运动。这种现象称作反渗透。利用反渗透原理，可以将压力梯度用作驱动力，通过半透膜来分离各种盐和有机物质。通过利用反渗透现象，使用水处理分离膜来分离分子水平的物质，从盐水和海水中去除盐，并提供家庭、商业和工业用水。

水处理膜所需最重要的功能包括相对于分离膜表现出高脱盐率水平，以及在相对较低的压力下保持对溶剂的高渗透通量。为了实现上述条件，已经提出了在保持高渗透通量的同时具有良好脱盐性能的水处理分离膜，该分离膜通过在用于保持分离膜机械强度的多孔支撑体上形成用于去除盐的活性聚酰胺层的薄膜来制备(美国专利4,277,344)。更具体而言，所述水处理分离膜通过如下方法制备：通过在非织造织物上形成聚砜层而形成微小多孔支撑体；用间苯二胺(mPD)水溶液浸渍该微小多孔支撑体而形成胺水溶液层；以及用包含均苯三甲酰氯(TMC)的有机溶液浸渍该微小多孔支撑体，使得mPD与TMC接触，从而发生界面聚合并形成聚酰胺层。根据上述方法，由于极性溶剂、水和非极性有机溶液进行接触，因此mPD和TMC的聚合反应仅在其间的界面处发生。由此，可以形成非常薄的聚酰胺活性层。

然而，由于上面所提出的水处理分离膜的耐氯性随时间的下降程度较快，因此该膜的更换周期较短。为了延缓这种水处理分离膜的耐氯性下降程度，已经提出了增大活性层比表面积的方法。日本未审专利公布号Hei10-337454公开了一种通过形成活性层并用酸溶液浸渍该活性层而在表层上形成压花或螺纹，从而增大水处理分离膜表层的比表面积的方法。韩国未审专利公布号1998-0068304公开了一种通过用强酸后处理反渗透复合层而提高表面粗糙度的方法。

然而，如日本未审专利公布号Hei10-337454中所公开的，在将包括活性层的分离膜浸渍于酸溶液中的情况下，分离膜的表面可以显示出阴离子电荷，而显示阳离子电荷的污染物可以粘附到该分离膜上，从而降低该分离膜的透过率。因此，必须单独进行用电中性聚合物涂布分离装置表面的后处理过程。

另外，根据韩国未审专利公布号1998-0068304所公开的方法，对聚酰胺复合层进行酸处理而克服了关于在分离膜表面上生成阴离子电荷的缺陷，并且提高了表面粗糙度。然后，再接着用胺水溶液和卤族化合物涂布所述表面。因此，也必须进行单独的后处理过程。

发明内容

技术问题

本发明的一方面提供一种水处理分离膜及其制备方法，所述水处理分离膜具有较高的比表面积和改善的耐氯性持续时间，并且在不进行单独的后处理过程的情况下保持较高的脱盐率程度和较高的渗透通量。

技术方案

根据本发明的一方面，提供一种制备水处理分离膜的方法，包括：在多孔支撑体上形成胺水溶液层；和通过在所述胺水溶液层上滴加包含酰基卤化合物的有机溶液的液滴，形成聚酰胺活性层。

根据本发明的另一方面，提供一种水处理分离膜，包括在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层，其中，所述聚酰胺活性层通过在胺水溶液层上滴加包含酰基卤化合物的有机溶液的液滴而形成，该聚酰胺活性层的表面粗糙度(Ra)为60nm至100nm。

根据本发明的另一方面，提供一种水处理分离膜，包括在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层，其中，当使用0.5％的若丹明B水溶液对所述聚酰胺活性层染色时，在该聚酰胺活性层的至少一个局部区域中显示出至少一个通过连接两条或更多条弧线而形成的曲线图案。

根据本发明的另一方面，提供一种水处理分离膜，包括在多孔支撑体上形成的聚酰胺活性层，其中，在用酸处理所述聚酰胺活性层后，当使用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)进行测量时，羧基的C＝O双键的峰高相对于与酰胺基结合的C＝O双键的峰高的比率的最大值与最小值的比率为1.2至4。

有益效果

按照根据本发明的制备水处理分离膜的方法，可以在不进行单独的后处理过程的情况下，制备出具有较大的活性比表面积的水处理分离膜。

另外，由于根据本发明的水处理分离膜具有较高的表面粗糙度并具有较长的耐氯性持续时间，因此可以将高脱盐率程度和高渗透通量保持更长的时间。

附图说明