[发明专利]一种反渗透膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及反渗透膜制备技术领域，具体为一种反渗透膜及其制备方法。

背景技术

伴随国家工业化的高速发展，水源污染成为目前国家亟待解决的大问题。人们对健康生活的追求与日益恶化的生活饮用水形成尖锐的矛盾。为解决工业废水处理和人民日常用水的问题，各种水处理技术应运而生，其中纳滤和反渗透膜因对有机小分子和无机盐离子的卓越的分离性能，以及安全，环境友好，易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。尤其是反渗透技术，更是能够对水体进行有选择性的净化和分离，应用十分广泛，包括海水及苦咸淡化，硬水软化，中水回收，工业废水处理，超纯水制备等广泛领域。

目前的反渗透技术多采用的是复合膜，复合膜因其可将膜的截留率，水通量，稳定性等性能优化而成为当前发展最快、应用最多的膜品种，目前市场上超过90％的反渗透膜是复合膜。复合膜是指在多孔的支撑底膜上复合一层很薄的、致密的、有特种分离功能的不同材料。与一体化膜比较，复合膜的表面致密层厚度更薄，从而使膜同时具有高的溶质分离率和水的透过速率，及可优化的物理化学结构，可满足各种不同的选择性分离需求。当前广泛用于水处理行业中的复合膜主要采取界面聚合的方式，将聚酰胺薄膜复合到微孔支撑底膜表面。通常的工艺过程，如中国专利CN1817433A、CN101462025A、CN105664742A等多篇国内专利均有公开。

反渗透技术虽然已经大规模使用，但仍存在不少问题，反渗透膜作为过滤膜的一种，其使用寿命和通水性能一直是人们关注点之一，好多复合反渗透膜的结构由于是多层，虽然脱盐性能有所提高，但是长时间使用后由于积累污垢导致水通量变小，使得反渗透效率降低，而在膜材料中掺杂增加亲水性物质可以提高反渗透膜的通水量，如通过亲水基团改性。而近几年通过在反渗透膜中添加改性剂来提高通水量的方法越来越多，但这种方式也带来了很多附加的问题，比如制备成本增加、工艺复杂，膜稳定性变差等。

针对目前反渗透膜以及制备工艺方面出现的诸多问题，本发明的发明人试图将宏观的空气过滤中增加风量的各种方式应用在反渗透膜中，申请人发现在空气过滤介质中经常是采用立体多孔结构，尤其是三维空隙结构，不但能够起到过滤效果，还能保证通气率，基于此，发明人尝试在膜体内掺杂大分子结构、并且稳定性能好的亲水性好的材料，通过长期的实验研究发现了富勒烯非常良好的亲水性能以及大分子结构，将其掺杂到反渗透膜中竟然有意想不到的增强水通量的效果，但是富勒烯结构过于稳定，并且整体呈球形，导致其分子级别与聚合物膜的结合性能不好，容易脱落，本发明人又进一步改进，通过尝试发现采用富勒烯的衍生物掺杂到聚氨酯膜中，不但能够将其分子结合到膜层中，还能够在膜层中起到致孔剂的作用，结合部牢固的富勒烯衍生物能够在超声作用下脱落，进而留下纳米球状的孔穴，这种孔穴和结合比较好的富勒烯衍生物对膜层内部的凹凸作用，加强了膜层的三维空隙结构，提高了膜层的通水性，至今尚未有将富勒烯衍生物应用到聚氨酯反渗透膜中的报道。

本发明致力于解决现有技术中反渗透膜的通水量低的问题，以提供能够提高通水量的复合反渗透膜及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反渗透膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种反渗透膜,包括反渗透膜和分散在所述反渗透膜中的富勒烯衍生物；

所述反渗透膜包括多孔支撑体层和聚酰胺功能层，所述富勒烯衍生物分散在聚酰胺层中；所述聚酰胺功能层中具有富勒烯衍生物洗掉后留下的纳米球形微孔结构；所述多孔支撑体层选自聚砜多孔支撑膜、聚醚砜多孔支撑膜或聚丙烯腈多孔支撑膜，优选为聚砜多孔支撑膜。

优选的，所述富勒烯的衍生物选自 C60、C72 或 C82的衍生物，优选所述富勒烯衍生物PCBM。

优选的，其制备方法包括以下步骤：

A、水相溶液的配制：将芳香胺溶解在水中，配制成质量分数为 0.1-5％的水相溶液；

B、油相溶液的配制：将芳香酰氯溶解在有机溶剂中，配制成质量分数为0.1-3％的油相溶液；

C、将富勒烯衍生物溶解于所述油相溶液中，所述富勒烯衍生物在油相溶液中的质量分数为 0.001-0.2％；

D、界面聚合：将多孔支撑膜浸渍在水相溶液中，取出后除去多孔支撑膜表面残存的水相溶液，再将所述多孔支撑膜表面与油相溶液接触后进行界面聚合反应，得到反渗透膜，将所述反渗透膜从油相溶液中取出，干燥后得到所述反渗透膜。