[发明专利]一种超低压复合反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明属于水处理膜分离技术领域，尤其涉及一种超低压复合反渗透膜及其制备方法，首先将聚砜铸膜液涂覆于无纺布表面后，立即通过蒸汽发生器向涂覆有聚砜铸膜液的无纺布表面喷涂水雾，同时将聚醚砜铸膜液涂覆于经涂覆聚砜铸膜液的无纺布上，经冷凝制得超低压复合反渗透基膜，然后在制得的复合反渗透基膜的表面上发生界面聚合化学反应，生成聚酰胺脱盐功能层，烘干后制得透水量和脱盐率均较高的超低压复合反渗透膜。

技术领域

本发明属于水处理膜分离技术领域，尤其涉及一种超低压复合反渗透膜及其制备方法。

背景技术

膜分离是在20世纪初出现，并在20世纪60年代后迅速崛起的一种分离新技术。膜分离技术的核心就是分离膜。对于多孔膜来说，根据膜孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜以及反渗透膜。

其中，反渗透膜因具有对有机小分子和无机盐离子的良好分离能力、安全、环保、易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。反渗透膜主要应用于海水及苦咸水淡化、硬水软化、中水回收、工业废水处理以及超纯水制备等领域，能够解决水资源再利用的问题。但是由于现有反渗透膜孔径很小膜分离层致密，透水量很小，需要在高压下才能完成出水，高压低出水的状态制约了反渗透膜在应用领域里的局限性。

现有市场上存在的复合反渗透膜是在现有反渗透膜的技术上进行了改进制得的，其通常的制备方法是首先在聚酯无纺布上刮涂一层直接混合配料的高分子材料，制膜形成多孔膜作为支撑体，然后再利用界面聚合反应形成具有脱盐功能的聚酰胺表层(如US5160619、US4277344)，该材料因其脱盐率高、透水能力大而受欢迎。然而现有复合反渗透膜支撑膜的孔结构对于后续的界面聚合制备复合反渗透膜影响很大，若支撑膜孔径太大，则在此基础上通过界面聚合难以形成无缺陷的选择层，脱盐率会大大降低；若支撑膜孔径太小，尽管有利于界面聚合层的形成，能够增大脱盐率，但是要达到较高的透水量，还是需要在工作压力较高的条件下才能完成，仍然限制了反渗透膜的应用领域。

此外，由于多孔性支撑体的两面容易被覆，在背面上也容易形成聚酰胺功能层，如果背面被覆有聚酰胺层，这会使反渗透功能混乱，正反两边对流，无法完成反渗透的脱盐功能。

发明内容

现有复合反渗透膜通常采用聚砜作为多孔支撑体，但由于聚砜与形成聚酰胺的反应物的相容性较差，形成功能层的开孔率较低，为了提高透水量需增大支撑膜的孔径，但同时脱盐率会大大降低；减小支撑膜孔径，能够增大脱盐率，但是要达到较高的透水量，必须在高压下进行。为了解决现有聚砜作为支撑体的反渗透膜难以同时保证较高的透水量和较高的脱盐率，且支撑体容易两面被覆导致反渗透膜无法完成脱盐功能的技术问题，本发明提供了一种能够在超低压下既具有较高的透水量，又具有较高脱盐率的反渗透膜及其制备方法，具有很大的实际应用价值。

本发明制得的复合反渗透膜包括由聚砜/聚醚砜复合而成的微小多孔基膜和在微小多孔基膜上形成的聚酰胺功能层，按质量百分比其组成为：无纺布：90～95％；聚砜层：2％～5％，聚醚砜层：2～6％，聚酰胺层0.1～0.5％。

其中，所述无纺布的主要成分为：聚对苯二甲酸乙二酯。

本发明提供的复合反渗透膜的制备方法，其具体工艺包括以下步骤：

(1)将聚砜溶于有机溶剂并加入制孔剂配制聚砜铸膜液；

(2)将聚醚砜溶于有机溶剂并加入制孔剂配制聚醚砜铸膜液；

(3)于铸膜机中，用刮刀将步骤(1)配制的聚砜铸膜液涂覆于无纺布上，待涂覆均匀后立即通过蒸汽发生器的喷口向涂覆了聚砜铸膜液的无纺布上喷涂水雾，同时，于铸膜机中，用刮刀将步骤(2)配制的聚醚砜铸膜液涂覆于经涂覆了聚砜铸膜液的无纺布上，然后凝胶成膜，制成聚砜/聚醚砜复合反渗透基膜；

(4)通过水槽清洗步骤(3)制得的聚砜/聚醚砜复合反渗透基膜；