[发明专利]一种疏松型大通量海水淡化膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种疏松型大通量海水淡化膜及其制备方法与应用。所述的制备方法包括：提供包含聚合物、富含氨基基团的聚合物和溶剂的均相的聚合物混合溶液；提供包含酰氯单体和无机添加剂的酰氯溶液作为凝固浴；以及，将所述聚合物混合溶液均匀施加于基材表面，之后置入酰氯溶液中，并固化成膜，且在固化成膜的同时使酰氯单体与富含氨基基团的聚合物瞬间发生界面聚合，生成疏松的超薄聚酰胺功能层，获得所述疏松型大通量海水淡化膜。本发明的海水淡化膜具有聚酰胺层疏松、正渗透水通量大等特点，同时其制备方法简便易行，易于大规模生产和应用。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种疏松型大通量海水淡化膜及其制备方法与应用。

背景技术

随着世界人口数量的激增和工业的快速发展，洁净水的消耗量越来越大、且水体污染严重，可饮用淡水锐减，许多国家和地区都面临着严重的水资源不足的问题。海水是一种极为丰富的水资源，目前许多贫水国家正在采用海水淡化技术来获取饮用水，尤其是是沿海地区，海水淡化成本相对较低，海水淡化技术也更为成熟。正渗透过程是近年来新兴的一种膜分离技术，是实现海水淡化的重要手段。

界面聚合是制备正渗透膜最常用的方法之一，经典的界面聚合过程是先将支撑膜浸入含有活泼性单体或预聚物的水溶液中，一定时间后将膜取出并清除膜表面多余的水相溶液，再将该样品浸入到含有另一种活泼单体的有机溶液中，两种活泼性单体仅在界面发生反应，形成表皮层，经过适当的热处理，在基膜表面形成致密的聚合物皮层，使得正渗透的水通量较小，这一问题严重制约正渗透膜在海水淡化领域的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种疏松型大通量海水淡化膜及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种疏松型大通量海水淡化膜的制备方法，其包括：

提供至少包含聚合物、富含氨基基团的聚合物和溶剂的均相的聚合物混合溶液；

提供至少包含酰氯单体和无机添加剂的酰氯溶液作为凝固浴；

以及，将所述聚合物混合溶液均匀施加于基材表面，之后置入酰氯溶液中，并固化成膜，且在固化成膜的同时使酰氯单体与富含氨基基团的聚合物瞬间发生界面聚合，生成疏松的超薄聚酰胺功能层，获得所述疏松型大通量海水淡化膜。

在本发明的一些实施方案中，所述制备方法包括：

(1)至少将聚合物、富含氨基基团的聚合物于溶剂中均匀混合，并于10～100℃搅拌溶解，脱泡，形成均相的聚合物混合溶液；

(2)至少将酰氯单体和无机添加剂加入有机溶剂中，形成酰氯溶液；

(3)将步骤(1)所获聚合物混合溶液均匀施加于基材表面，之后置入步骤(2)所获酰氯溶液中，停留1～300秒，而后置入水浴中固化成膜，并于60～120℃热处理0.5～15分钟，获得所述疏松型大通量海水淡化膜。

本发明实施例还提供了由所述方法制备的疏松型大通量海水淡化膜。

优选的，所述海水淡化膜主要包括疏松的超薄聚酰胺功能层。

优选的，所述疏松型大通量海水淡化膜还包括基材，所述超薄聚酰胺功能层均匀分布于所述基材表面。

本发明实施例还提供了前述的疏松型大通量海水淡化膜于海水淡化领域的用途。

与现有技术相比，本发明提供的疏松型大通量海水淡化膜的制备方法，将含有氨基基团的聚合物加入到制膜溶液中、酰氯单体加入凝固浴中，在膜固化成型过程中完成界面聚合，瞬间反应生成超薄聚酰胺功能层；并且由于无机添加剂参与界面聚合反应，使得聚酰胺层疏松，从而得到大通量的海水淡化膜。本发明提供的制备方法中膜制备与界面聚合同步完成，效率高，制备简便易行，易于大规模生产和应用。