[发明专利]复合半透膜

说明书

技术领域

本发明涉及能够实现高透过水量、并且能够长期稳定工作的复合半透膜。通过本发明得到的复合半透膜能够适合用于例如咸水的淡水化。

背景技术

关于混合物的分离，存在多种用于除去溶解在溶剂(例如水)中的物质(例如盐类)的技术。近年来，作为用于节省能耗和节约资源的工艺，膜分离法的应用正在扩大。作为在膜分离法中使用的膜，有微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。这些膜被用于由例如海水、咸水、含有有害物质的水等获得饮用水的情况，或者用于工业用超纯水的制造、废水处理、贵重物品的回收等。

目前市售的大部分反渗透膜和纳滤膜是复合半透膜，并且存在下述两种：在支承膜上具有凝胶层和聚合物交联而成的活性层的复合半透膜；以及在支承膜上具有通过单体缩聚而形成的活性层的复合半透膜。其中，通过在支承膜上被覆以下分离功能层而得到的复合半透膜作为透过水量、选择分离性高的分离膜而被广泛使用，所述分离功能层由交联聚酰胺形成，该交联聚酰胺是通过多官能胺与多官能酰卤化物的缩聚反应而得到的。

对于使用反渗透膜的淡化装置(fresh water generator)而言，为了进一步降低运转成本，需要更高的透过水量。对于这种要求，已知有使分离活性层中含有交联聚酰胺聚合物的复合半透膜与含有亚硝酸的水溶液接触的方法(参见专利文献1)或者与含有氯的水溶液接触的方法(参见专利文献2)等。

另外，在使用反渗透膜的淡化装置中出现的问题之一为由无机物、有机物这样的膜污染物质引起的结垢。由于结垢，反渗透膜的透过水量显著降低。作为对其进行改善的方法，提出了通过在分离功能层表面涂布聚乙烯醇从而使带电状态为中性来抑制结垢的方法(参见专利文献3)等。

另外，为了消除结垢，通常是在进行一定期间的工作后利用碱、酸等进行药液清洗。因此为了能够长期持续稳定的工作，需要复合半透膜对碱、酸的耐久性，即接触化学药品前后的膜性能变化小。为了提高复合半透膜的耐碱性，公开了使复合半透膜接触pH9～13的氢离子浓度水溶液的方法(参见专利文献4)。另外，为了提高复合半透膜的耐酸性，公开了使复合半透膜接触环状硫酸酯的方法(参见专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-125856号公报

专利文献2：日本特开昭63-54905号公报

专利文献3：国际公开第97/34686号

专利文献4：日本特开2006-102624号公报

专利文献5：日本特开2010-234284号公报

发明内容

由此，对于反渗透膜所要求的性能而言，不仅要求除盐性能、透过水量，还要求能够长期稳定地工作。专利文献1、专利文献2中所记载的膜虽然能够提高透过水量，但存在耐结垢性低的问题。另一方面，专利文献3中记载的膜由于涂布而导致有时透过水量下降。另外，对于专利文献4、专利文献5中记载的复合半透膜而言，虽然能够得到复合半透膜的耐化学药品性，但为了消除结垢有时需要高频率的药液清洗，在稳定工作性方面存在研究的余地。

本发明的目的在于提供能够实现高透过水量、且能够长期稳定工作的复合半透膜。

为了实现上述目的，本发明具有以下构成。

(1)一种复合半透膜，其具有包含基材及多孔性支承层的支承膜、和设置在上述多孔性支承层上的分离功能层，其中，

上述分离功能层在pH6、NaCl 10mM测定条件下的表面Zeta电位A在±15mV以内，

并且，上述分离功能层在pH6、NaCl 1mM测定条件下的表面Zeta电位B与上述表面Zeta电位A的电位差为±10mV以上。

(2)如上述(1)所述的复合半透膜，其中，上述分离功能层的表面的均方根表面粗糙度为60nm以上。

(3)如上述(1)或(2)所述的复合半透膜，其中，上述分离功能层由聚酰胺形成，所述聚酰胺通过多官能胺和多官能酰卤化物的聚合反应得到。

(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的复合半透膜，其中，上述分离功能层在pH3、NaCl 1mM测定条件下的表面Zeta电位C与上述分离功能层在pH10、NaCl 1mM测定条件下的表面Zeta电位D的电位差为40mV以下。

(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的复合半透膜，其中，上述分离功能层含有氨基和酰胺基，且氨基的摩尔当量/酰胺基的摩尔当量之比为0.2以上。