[发明专利]一种利用单宁酸改性基膜制备兼具高通量高截留率芳香聚酰胺复合反渗透膜的方法

说明书

本发明涉及一种利用单宁酸改性基膜制备兼具高通量高截留率的芳香聚酰胺复合反渗透膜的方法。配制单宁酸、N‑N二甲基乙酰胺和聚砜的混合溶液；将上述混合溶液刮涂于聚酯无纺布上，然后浸入水中凝固制得含有单宁酸的基膜；将制得的含有单宁酸的基膜浸润于水相溶液中25～35s；接着，将膜浸润于含有均苯三甲酰氯的温度为28～32℃的正庚烷溶液中引发界面聚合以形成芳香聚酰胺分离层；然后，将膜置于70～90℃下热处理4～6min，制得芳香聚酰胺复合反渗透膜。本发明制备过程简单，易于实施，成本低，制得的芳香聚酰胺复合反渗透膜兼具高通量和高截留率。

技术领域

本发明涉及一种利用单宁酸改性基膜制备兼具高通量高截留率芳香聚酰胺复合反渗透膜 的方法，属于复合反渗透膜制备领域。

背景技术

界面聚合制芳香聚酰胺复合反渗透膜是当前主流的反渗透膜。制备兼具高通量和高截留 率芳香聚酰胺复合反渗透膜有望大幅降低反渗透膜过程能耗和成本。

一般而言，通量会随着分离层厚度的减小而升高。因此，许多研究者致力于开发具有超 薄分离层的复合反渗透膜。Zhu等使用极低的单体浓度制备出了厚度只有12nm的分离层(Y. Zhu,W.Xie,S.Gao,F.Zhang,W.Zhang,Z.Liu,J.Jin,Single-walled carbonnanotube film supported nanofiltration membrane with a nearly 10nm thickpolyamide selective layer for high-flux and high-rejection desalination,Small,12(2016)5034-5041.)。由于具有超薄的分离 层，所制膜具有很高的通量(32L m^-2h^-1bar^-1)。Khorshidi等(B.Khorshidi,T.Thundat,B.A. Fleck,M.Sadrzadeh,A NovelApproach Toward Fabrication of High Performance Thin Film Composite PolyamideMembranes,Scientific Reports,6(2016)22069.)通过降低有机相温度成功 地减薄了分离层厚度，使得复合反渗透膜通量有所提高。然而，上述两种方法虽然使膜通量 有所提高，但较低的单体浓度和较低的有机相温度均不利于形成高致密度的分离层，故而无 法同时保障膜具有较高的截留率。事实上，上述研究所制膜氯化钠截留率均较低(低于95％)。 提高截留率的一般方法是增大复合反渗透膜分离层致密程度，但一味增大分离层致密程度会导致通量降低。由此可知，单纯地增大分离层致密程度或减小分离层厚度均存在不足。如果能将二者结合，即减薄分离层的同时增大分离层致密程度，则有望制备出兼具高通量和高截 留率芳香聚酰胺复合反渗透膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用单宁酸共混改性基膜制备兼具高通量高截留率芳香聚酰 胺复合反渗透膜的方法。该方法简单，易操作。该方法可实现减薄分离层的同时增大分离层 致密程度，使所制复合反渗透膜兼具高通量和高截留率。本发明是通过下述技术方案加以实 现的。

单宁酸是一种天然材料，主要产于某些树木的虫瘿内，分子结构中含有大量酚羟基，典 型的单宁酸结构式如下所示：

本发明的利用单宁酸共混改性基膜制备兼具高通量高截留率芳香聚酰胺复合反渗透膜的 方法，包括以下过程：

1)配制单宁酸、N-N二甲基乙酰胺和聚砜的混合溶液；将上述混合溶液刮涂于聚酯无纺 布上，然后浸入水中凝固制得含有单宁酸的基膜；

2)将步骤1)制得的含有单宁酸的基膜浸润于水相溶液中25～35s；接着，将膜浸润于含 有均苯三甲酰氯的温度为28～32℃的正庚烷溶液中引发界面聚合以形成芳香聚酰胺分离 层；然后，将膜置于70～90℃下热处理4～6min，制得芳香聚酰胺复合反渗透膜。