[发明专利]一种聚酰胺反渗透膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反渗透膜的制备方法，更具体而言涉及一种漂洗处理极为便捷的高脱盐率、高通量反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜是过滤膜的一种，具备能使水分子透过，而离子、盐分子等水以外的不纯物不能透过的特殊性质。其膜孔径大小在2纳米以下较纳滤膜、超滤膜的膜孔更小。因其具有较高的产水能耗比等突出的优点，已在海水淡化、苦咸水淡化、废水处理、医药行业被广泛应用。随着世界人口的增加以及经济发展，水的需要量也在快速增加，加之地球温暖化等因素对水循环也产生较大的影响，全球水资源不足这一问题正日益困扰着世界各国，海水淡化反渗透膜技术也是解决该世界性难题的有效手段，据统计2007年至今以制造面积单位为基准计算全球的反渗透膜在海水淡化中的应用占据绝大多数。

在实际海水脱盐淡水化过程中，因海水原液不断被浓缩分离，其原液中的盐浓度会不断上升，随之其产生的渗透压也会不断上升，根据计算可得若在海水淡化过程中，海水原液浓度逐渐上升至其原始浓度的2倍，所施加的驱动压力需要近6MPa左右才能不断取得可利用的淡水。因此根据海水淡化反渗透膜应用环境这一特点从产水能耗方面综合考虑，海水淡化膜在保证其脱盐性能与较高的产水通量的基础上，如何进一步降低其必须的驱动压力是关键。从产水水质稳定性方面综合考虑，海水淡化膜如何在一定且不断上升的海水原液浓度区间内，保证其稳定的脱盐性能与较高的产水通量是关键。对此，众多国内外的学者通过反渗透膜表面改性、反渗透聚酰胺复合膜层内共混纳米无机颗粒、聚砜支撑层材料改性等方面做了大量的研究和科学探索。

里查德·弗·弗比格等人使用含有羧酸基和任意选择的侧羟基或酰胺部分的聚合物处理反渗透膜，提高了反渗透膜的盐截留率或水流通量(公开专利号CN1031482A)

具滋永等人使用含有包含至少一个碘原子的化合物的水溶液处理聚酰胺层，提高了聚酰胺层的硼脱除率,在压力800psi、25℃、pH为8、32000ppm的NaCl和5ppm硼的模拟海水溶液测试条件下，其NaCl脱除率为99.6-99.8％，产水通量为8.9-15.2gfd。(授权专利号CN 101053787B)

郑胜杓等人使用包含含有两种或更多种具有不同溶解度参数值的溶剂的混合溶剂的溶液涂布至多孔支撑层的表面，形成聚砜层，在所述聚砜层上形成聚酰胺活性层。其在25℃、800psi、4.5L/min的流速、32000ppmNaCl水溶液进水测试条件下，膜性能达到NaCl脱除率为97.1-98.4％，产水通量30.5-47.3gfd。并对聚砜支撑层表面的孔径大小、孔数量进行了说明，孔总数量为12500-12907个(1.27um×0.83um面积区域)，直径大于40nm以上的孔数量为26-58个(1.27um×0.83um面积区域)，直径大于40nm以上的孔所占全部孔的比率为0.20-0.45％(1.27um×0.83um面积区域)(公开专利号CN 103648622A)

目前反渗透膜的常规制备方法一般是通过在无纺布材料表面涂布多孔性聚砜支撑层，在多孔性聚砜支撑层表面通过界面缩聚反应生成聚酰胺反渗透层。在聚酰胺反渗透膜制备过程中，因水相间苯二胺溶液的在无纺布、多孔性聚砜支撑层以及聚酰胺反渗透膜层内的过剩残留，需要对所制备的聚酰胺反渗透膜进行漂洗处理，若漂洗不充分会导致所制备的反渗透膜元件产品发黑变色变质，最终导致膜元件产品性能的大幅度下降。尤其是在海水淡化膜片及其元件制造过程中间苯二胺等多元胺类物质的使用量较大，更易造成上述瑕疵。

对于反渗透聚酰胺漂洗处理，一般采用40-90℃的温热水漂洗处理或强酸强碱漂洗处理。温热水漂洗处理易造成聚砜支撑层有效孔的闭塞，导致膜产水通量的降低，且其生产线运行能耗较高。强酸强碱漂洗处理对设备耐腐蚀要求较高，对生产线作业环境影响较大，易对操作人员身体造成较大的伤害。

因此，需要研究一种具有高脱盐率、高产水通量性能，且其生产制备过程中的漂洗处理工艺温和、简单、高效，漂洗后膜内未反应胺残留总量低，易实现产业化连续快速制备的聚酰胺反渗透膜制备方法。

发明内容

本公开内容的目的在于提供了一种漂洗处理极为便捷的高脱盐率、高产水通量聚酰胺反渗透膜制备方法，以及由该方法制备的聚酰胺反渗透膜，所述的聚酰胺反渗透膜具有较高的脱盐率和产水通量的同时，其制备过程中的后漂洗工艺温和、简单、高效，漂洗后膜内未反应胺残留总量小于100ppm，易实现产业化连续快速制备。