[发明专利]一种抗菌耐污染复合反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明涉及反渗透复合膜技术领域，具体是一种抗菌耐污染复合反渗透膜及其制备方法。本发明通过在铸膜液中引入硝酸银和稳定剂3‑氨丙基三甲氧基硅烷(APS)，在高分子聚合物的溶解搅拌过程中，硝酸银与DMF发生氧化还原反应生成纳米银颗粒，在APS的作用下进而形成纳米银稳定分散剂，并牢牢嵌入多孔支撑层中，使得膜具备一定的抗菌性能；通过在水相溶液中引入三氨基胍盐酸盐(TAGH)，TAGH、间苯二胺与均苯三甲酰氯(TMC)发生界面聚合反应形成聚酰胺脱盐层，使得聚酰胺脱盐层膜面更加光滑、亲水性更强。极大地提高了反渗透膜的耐黏附、耐有机物污染性能。另外，利用胍基的“结构碎化”效应活化水分子，增强水的渗透性，在不牺牲脱盐率的情况下提高了水通量。

技术领域

本发明涉及反渗透复合膜技术领域，具体是一种抗菌耐污染复合反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜分离技术由于其操作简单、无需化学添加剂、能耗低、容易规模化等优势，被广泛使用在废水处理、海水淡化、饮用水净化等领域。但反渗透膜由于耐污染性能低极大地限制其在工业应用上的发展。

膜污染主要包含无机污染、有机污染、胶体污染、生物污染等。水体中不可避免地存在各种细菌和微生物。微生物、细菌等吸附在反渗透膜表面，不断繁殖造成膜表面形成一层包含生物细胞和有机高分子物质的生物层，最终导致膜的分离性能降低，使用寿命减少，操作费用增加。

提高反渗透膜抗菌耐污染的性能将极大地提高反渗透膜的应用范围和降低操作费用，具有很大的经济效益。

因此，寻找一种具有较强的抗菌耐污染能力，并且水通量较高的抗菌耐污染复合反渗透膜是当务之急。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种抗菌耐污染复合反渗透膜的制备方法。

一种抗菌耐污染复合反渗透膜，包括多孔支撑层和聚酰胺功能层，所述多孔支撑层是由含纳米银、3-氨丙基三甲氧基硅烷的铸膜液制备而成；所述聚酰胺层是由间苯二胺、TAGH水相溶液和均苯三甲酰氯有机相溶液在多孔支撑层上反应而形成。

优选的，所述多孔支撑层是由含纳米银、3-氨丙基三甲氧基硅烷的铸膜液经液-固相转化法制备而成。所谓相转化法制膜,就是配制一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法使溶液在周围环境中进行溶剂和非溶剂的传质交换，改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，转变成一个三维大分子网络式的凝胶结构，最终固化成膜，是常用制膜方法。

优选的，所述聚酰胺层是由间苯二胺、TAGH水相溶液和均苯三甲酰氯有机相溶液在多孔支撑层上经界面聚合反应而形成。界面聚合是在两种互不相溶，分别溶解有两种单体的溶液的界面上(或界面有机相一侧)进行的缩聚反应叫做界面聚合。界面聚合反应所得到的聚合物不溶于溶剂，在界面中析出。界面聚合适用于不可逆的缩聚反应。对单体纯度和量比要求不高，溶剂消耗量大，设备利用率低，可用于酯高熔点聚合物聚酰胺、聚碳酸酯等。通过此方法可以使聚酰胺层均匀的结合在多孔支撑层上。

优选的，所述铸膜液为高分子聚合物、硝酸银、3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)、甲基纤维素、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)混合，置于120-150℃搅拌6-10h，完全溶解冷却后真空静置脱泡而成。进一步优选的，铸膜液中含有17-20％的高分子聚合物、0.1-0.2％的硝酸银、0.1-0.2％的3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)、2-6％的甲基纤维素，溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。其中高分子聚合物作用为分散剂，甲基纤维素作用为增加聚合物的成膜性。

优选的，所述高分子聚合物的质量分数为17-20wt％，包含聚砜、聚醚砜的一种或者二种。聚砜是分子主链中含有烃基-SO2-烃基链节的热塑性树脂，英文名Polysulfone(简称PSF或PSU)有普通双酚A型PSF(即通常所说的PSF)，聚芳砜和聚醚砜二种。其有好的热稳定性和机械稳定性，并且耐水解、耐辐射、耐燃。