[发明专利]一种高通量反渗透海水膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能反渗透海水膜的制备方法，包括先用预涂覆水溶液对聚砜底膜背面进行涂覆，放置阴干，再用含有多元胺的水相溶液在阴干的底膜正面上进行涂覆，进行第二次阴干，再用溶解于Isopar G中的多元酰氯的油相溶液在第二次阴干的底膜正面上进行涂覆，经过涂覆得到的复合膜在一定的温度下进行后处理，得到了高性能反渗透海水膜。本发明通过预涂覆阴干后再界面聚合的方法，预涂覆能够使得小孔底部与亲水性分子接触，能够增加底膜的亲水性；这还有利于多元胺水相涂覆时多元胺能够到达膜孔底部，使得水相在底膜上覆盖得更加均匀，有利于界面反应的时候更加完全，提高海水膜性能。

技术领域

本发明属于反渗透复合膜技术领域，尤其涉及一种新的高通量反渗透海水膜的制备方法。

技术背景

海水淡化膜分离技术作为一项高新技术，已成为新世纪解决水资源、能源和环境等领域重大问题的共性技术之一。在我国持续加快发展战略性新兴产业的今天，海水膜产品的开发已取得长足进步。

反渗透膜是反渗透技术的核心，其中芳香聚酰胺型反渗透复合膜相比其他发渗透膜具有更高的通量和脱盐率、更好的耐压性和酸碱耐受范围，在反渗透技术中应用最为广泛。但聚酰胺型类复合膜因较高的能耗，较弱的耐污性和较差的耐氯性，限制了其在海水淡化技术领域的发展，也成为研究人员关注的热点和亟待解决的问题。

基于这种经典的膜材料，反渗透复合膜的通量和截留率仍不断提高，这源自对膜材料、制备工艺及后处理等研究的不断深入。具体来说，设计并制备高通量的反渗透复合膜可以从三个方面着手：第一是在成膜前对分离层和支撑层功能材料的设计和筛选；第二是在成膜过程中对界面聚合反应的原位改性和调控：第三是在成膜后对膜进行二次改性和后处理。

分离层是反渗透复合膜材料的核心，设计合成新型分离层膜材料有望从根本上提高膜性能。分离层的功能单体通常选用多元胺作为水相单体，多元酰氯作为油相单体。目前，商品化反渗透复合膜通常以间苯二胺为水相单体，以均苯三甲酰氯为有机相单体，近年来，诸多学者研究了新型单体材料，新功能单体的设计合成虽然可以从根本上改变膜材料的化学组成，从而改善膜的分离性能，但由于部分单体的合成过程较为复杂且成本较高，因此在大规模应用上还存在一定困难。

虽然反渗透复合膜支撑层的主要作用是为膜提供良好的机械性能，但由于界面聚合反应成膜过程发生在多孔支撑层表面，因此支撑层材料对复合膜的结构和分离性能也有一定影响，较为光滑和亲水的支撑膜表面有助于分离层致密结构的形成。聚砜具有良好的化学稳定性、热稳定性和机械性能，是最常用的支撑膜材料，通过在聚砜铸膜液中添加亲水性添加剂或在凝胶浴中添加有机溶剂可以调节聚砜膜的结构和性质。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的高性能反渗透海水膜制备方法，通过该制备方法得到的反渗透海水膜既能保持良好截留率，又能大大提升水通量，且重现性较好，制备成本低廉。

为实现发明目的，本发明采取如下的技术方案：

一种高性能反渗透海水膜的制备方法，包括先用预涂覆水溶液对聚砜底膜背面进行涂覆，放置阴干，再用含有多元胺的水相溶液在阴干的底膜正面上进行涂覆，进行第二次阴干，再用溶解于Isopar G中的多元酰氯的油相溶液在第二次阴干的底膜正面上进行涂覆，经过涂覆得到的复合膜在一定的温度下进行后处理，制备得到了高性能反渗透海水膜；所述的预涂覆水溶液中含有溶于水的一种或多种亲水性分子或者两亲性分子。这里IsoparG为一种异构烷烃溶剂，市售。

作为优选，所述聚砜底膜保存于质量浓度为2％亚硫酸氢钠水溶液中，在进行界面反应制备复合膜之前，将聚砜底膜提前24h浸泡于纯水中。

作为优选，所述的预涂覆水溶液含有聚乙烯醇，戊二醛，聚乙二醇400，N-N,二甲基甲酰胺，乙醇，丙三醇，四乙基氯化铵，十二烷基磺酸钠中的一种或多种，且预涂覆水溶液中亲水性分子的质量分数为0.1-10％。