[发明专利]一种聚磺酰胺纳滤或反渗透复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子复合膜，具体涉及一种聚磺酰胺纳滤或反渗透复合膜及其制备方法。

背景技术

芳香族聚酰胺界面聚合技术制备反渗透和纳滤膜材料工业应用以来，纳滤和反渗透膜分离技术在海水淡化、中水回用、污水处理、饮用水制备等水处理领域得到越来越广泛的应用。目前市场上主流卷式纳滤或反渗透复合膜表面功能皮层仍然是基于多元酰氯(如1,3,5-苯三甲酰氯)与多元胺(如间苯二胺或者哌嗪)形成的聚酰胺交联网络结构制备的。上述单体也被认为是目前界面聚合制备纳滤或反渗透膜最有效的。然而聚酰胺结构中的酰胺键在低和高pH值条件下发生水解，制约了上述复合膜在苛刻环境中的应用。

有文献记载了一种耐酸型聚磺酰胺纳滤膜的制备方法。该方法用磺酰氯单体与多元胺单体进行界面聚合，并在多元胺水相溶液中添加酸接收剂，制备的复合膜耐酸性能大幅提高。但采用该方法制备的纳滤或反渗透膜无论在表面粗糙度、脱盐性能以及水通量等方面，很难实现经典纳滤或反渗透膜的性能水平。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种聚磺酰胺纳滤或反渗透复合膜及其制备方法，能够有效解决现有技术中复合膜脱盐率低、表面粗糙度高、规模化生产稳定性差的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种新的制备工艺，该工艺包括以下步骤：

a.用醇含量为30～50wt％的醇/水溶液洗涤多孔支撑膜，再用纯水冲洗干净备 用；

b.对洗涤干净的多孔支撑膜进行预处理，所述预处理是在孔缺陷较大的支撑膜表面涂覆聚合物涂层；

c.将磺酰氯有机相溶液和多元胺水相溶液在经过预处理后的多孔支撑膜上至少交替接触反应一次，通过分子层层组装形成至少一层初生态聚磺酰胺纳滤或反渗透复合膜；

d.在40～110℃温度下，对初生态聚磺酰胺纳滤或反渗透复合膜进行热处理1～20min，所述热处理在组装过程中进行或在组装完成后进行；

e.用pH值为3～5的盐酸或硫酸水溶液充分洗涤步骤d所得复合膜表面，得成膜。

本发明的有益效果是：制备出的复合膜具有很高的脱盐率，一价盐的脱除率在90％以上，二价盐的脱除率在99％以上；制备出的复合膜表面粗糙度小于20nm；而且根据不同处理要求，可以控制制备不同层数，以得到不同分离性能的复合膜。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，多孔支撑膜可以为高分子多孔支撑层如聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈或聚酰亚胺等，也可以为无机多孔膜如氧化硅、氧化钛、氧化锆等陶瓷膜等。

进一步，磺酰氯有机相溶液包括0.001～5wt％的磺酰氯单体(一种或多种混合)、0～10wt％的添加剂和85～99.999wt％的有机溶剂；所述磺酰氯单体具有如下结构：

其中，A是脂肪族基团、苯、联苯或萘，R₁、R₂和R₃均为-SO₂Cl，-SO₂Cl 的个数至少为两个；所述添加剂包括0～5wt％的纳米粒子和0～5wt％的表面活性剂，所述有机溶剂由乙酸乙酯、氯仿、甲苯、二甲苯、Isopar系列、正己烷、庚烷和正十二烷中的一种或几种组成；

所述多元胺水相溶液溶液包括0.001～15wt％的多元胺单体、0～25wt％的添加剂和60～99.999wt％的水相溶剂；所述多元胺单体具有以下结构：