[发明专利]利用双(双层)-狭缝涂布技术的薄膜复合分离膜的单步骤制备工艺

说明书

本发明涉及薄膜复合分离膜(thin film composite membrane，以下称为TFC)的制备工艺，提供了通过使用双(双层)‑狭缝涂布技术以单步骤(1‑step)工艺制备分离膜的方法。在根据本发明的双(双层)‑狭缝涂布工艺中，可以通过以下步骤制备TFC膜：通过在多孔性支撑体上同时涂敷/接触溶解了反应性的两种有机单体的两种不混溶性(immiscible)溶液的单步骤工艺形成双层溶液层，并通过双层界面中有机单体之间的交联反应合成选择层。

技术领域

本发明涉及在水处理(污废水处理)、海水淡化或盐差发电工艺等中用作核心材料的薄膜复合分离膜(Thin Film Composite membrane，以下称为TFC分离膜)的制备工艺。

支持本发明的国家研究开发项目是未来创造科学部的一般研究人员支持项目，研究项目编号为No.2015010143，是利用无支撑体界面聚合方法的复合分离膜的开发，并由主办机构韩国高丽大学产学协力团支持。另外，支持本发明的国家研究开发项目是环境部的生态智能环保上水系统开发项目，研究项目编号为No.2016002100007，是基于NF/LPRO膜的高度净水处理的膜污染控制技术的开发，并由主办机构韩国高丽大学产学协力团支持。

背景技术

以往的使用于水处理以及海水淡化工艺等的薄膜复合分离膜以多孔性支撑体上附着薄膜选择层的薄膜复合(Thin Film Composite，TFC)分离膜的形态制备。

TFC分离膜的选择层通过在多孔性支撑体上溶解于不混溶的溶剂中的两种类型的有机单体之间的界面聚合制备。例如，商业化反渗透分离膜是通过在聚砜(polysulfone)支撑体上使胺单体水溶液和溶解于有机溶剂(主要是正己烷(n-hexane))的酰氯单体溶液接触以形成界面，并在形成的界面上通过有机单体之间的缩合反应制备交联的聚酰胺(polyamide)选择层。

这种基于界面聚合的TFC分离膜的商业化制备工艺由2步骤(2-step)构成。即，通过在多孔性支撑体上涂敷/含浸第一有机单体溶液(主要是胺水溶液)的第一工艺和涂敷第二有机单体溶液(主要是酰氯)以诱导界面聚合的第二工艺构成的2步骤制备工艺制备TFC分离膜。

例如，专利文献1(美国专利第4277344号)是由通常的2步骤工艺构成的、通过界面聚合在支撑体上合成聚酰胺选择层以制备TFC分离膜的原始专利。即，在多孔性支撑体上涂敷/含浸胺单体水溶液(第一工艺)后，再涂敷酰氯有机溶剂(第二工艺)以合成交联的聚酰胺选择层。

然而，2步骤制备工艺不仅导致制备设备费用的上升，还因制备时间的增加、工艺的复杂化以及大量使用溶剂而增加分离膜的制备费用。并且，释放相对大量的废溶剂以及废化学物质，增加了环境污染的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种利用双(双层)-狭缝(Dual(Double layer)-slot)涂布技术在多孔性支撑体上同时涂敷/接触两种类型的有机单体溶液，以单步骤(1-step)工艺连续性地大量生产分离膜的方法。

技术方案

本发明提供一种薄膜复合分离膜的制备方法，该方法包括以下步骤：在多孔性支撑体上同时涂布包括第一有机单体的第一溶液以及包括第二有机单体的第二溶液以形成双层溶液层，并且通过上述第一有机单体以及第二有机单体之间的界面聚合形成选择层。

有益效果

本发明将通过在支撑体上依次涂敷/接触两种类型的有机单体来制备薄膜复合分离膜的现有的2步骤工艺变为单步骤工艺。由此节省制备设备费用以及工艺费用，并且缩短工艺时间，从而可以降低薄膜复合分离膜的制备单价。