[发明专利]一种高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜及其制备

说明书

本发明公开了一种高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜及其制备方法。所述高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜的制备方法包括以下步骤：(1)配制包含多官能胺单体的水相溶液和包含多官能胺反应性单体的油相溶液；(2)向基膜表面一侧或两侧依次施加水相单体溶液和油相单体溶液，通过界面聚合反应形成聚酰胺层；(3)热处理。本发明的优点在于，通过在油相溶液中添加酸酐类化合物和助剂制备了高通量的聚酰胺胺纳滤或反渗透复合膜，易于工艺放大，具有显著的工业实际应用价值。

技术领域

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

背景技术

聚酰胺界面聚合技术制备反渗透、纳滤膜以来，反渗透、纳滤膜分离技术在海水淡化、废水处理、饮用水制备等水处理领域得到越来越广泛的应用。目前市场上主流的卷式纳滤或反渗透复合膜表面脱盐皮层仍然是基于多元胺和多元酰氯形成的聚酰胺交联网络结构。

在膜的实际使用过程中，在保证一定的截留率的情况下，膜通量越高，则膜效率越高，相应的运行费用和能耗越低。因此，高通量聚酰胺复合膜一直是反渗透和纳滤的发展方向。为了提高聚酰胺复合膜的通量，通常的方法有：1、添加纳米粒子(如石墨烯、碳纳米管、分子筛、金属纳米粒子)，利用纳米粒子的内部孔道或者亲水特征，建立有序水通道，提升膜的通量。2、降低聚酰胺的交联度，交联度越低，膜孔越大，通量越大，如在水相中添加多元醇。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的的技术问题是提供一种高通量聚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通量偏低的问题。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

配制包含多官能胺单体的水相溶液：0.1～5wt％的多官能胺单体(优选为0.2～2wt％)、0～1wt％的缚酸剂(优选为0.05～0.5％)和余量去离子水。

配制包含多官能胺反应性单体的油相溶液：0.001～5wt％的酰氯单体(优选为0.05～1wt％)、0～5wt％的酸酐类化合物(优选为0.005～1wt％)、0～20wt％的助剂(优选为1～10wt％)和余量有机溶剂。

向基膜膜表面依次施加上述水相溶液5s～5min，优选为10s～2min；油相溶液5s～5min，优选为10s～1min；通过界面聚合反应形成初生态聚酰胺层，然后进行热处理进一步提高聚酰胺的交联度，最终得到高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜。

在上述高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜的制备方法中，所述基膜为多孔膜，膜材料可以是聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯和聚丙烯腈中的一种或几种，基膜组件形式可以是平板膜、卷式膜、中空纤维膜中的任意一种。。

在上述高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜的制备方法中，所述多官能胺单体是哌嗪、间苯二胺、乙二胺、聚乙烯亚胺600、聚乙烯亚胺1800、聚乙烯亚胺10000、聚乙烯亚胺70000中的一种或几种。

在上述高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜的制备方法中，所述缚酸剂是碳酸钠、磷酸钠、三乙胺、氢氧化钠中的一种或几种。

在上述高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜的制备方法中，所述酰氯单体为均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯中的一种或多种。

在上述高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜的制备方法中，所述酸酐类化合物具有以下结构：

其中A为A为-COCl、-SO₂Cl、-COOH基团中的一种，B为-COCl、-SO₂Cl、-COOH基团或-H原子中的一种。

在上述高通量聚酰胺纳滤或反渗透复合膜的制备方法中，所述助剂为二氯甲烷、甲苯、二甲苯、三氯甲烷、乙酸丁酯、丙酸丁酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯乙酸乙酯中的一种或几种；