[发明专利]一种聚酰胺反渗透膜及其在海水淡化领域的应用

说明书

本发明提供了一种聚酰胺反渗透膜材料，其通过对反渗透膜材料的支撑膜材料进行亲水改性，提高了聚酰胺反渗透膜材料的亲水性和抗污染能力，在海水淡化领域具有极高的应用潜力。

技术领域

本申请涉及一种有机膜，特别涉及一种具有大通量的亲水性聚酰胺反渗透膜及其在海水淡化领域的应用。

背景技术

反渗透复合膜对有机小分子和无机盐离子具有优异的分离性能，广泛应用于海水苦咸水淡化、净水、污水回用等领域，对地球有限的水资源利用与保护具有重要的意义。目前，主流的聚酰胺反渗透膜制备方法为界面聚合法，首先在作为支撑层的支撑膜表面均匀地铺展一层含有一定比例的间苯二胺(MPD)的水相溶液，去掉多余水相溶液后向膜面倒入以均苯三甲酰氯(TMC)为溶质的油相溶液，进行界面聚合反应，反应一段时间之后即可得到聚酰胺反渗透膜。对于聚酰胺反渗透膜而言，对其亲水改性十分必要，可以在提高水通量的同时提高膜的抗污染能力，而对于膜改性方法，对支撑体的改性是其中之一。现有技术中，已经有学者提出将硅纳米粒子或多孔分子筛添加到聚砜铸膜液中制备杂化支撑体，并以此制备聚酰胺复合膜，发现纳米复合支撑膜有利于提高复合反渗透膜的耐压实性能和抗污染性能。但是是实际应用中发现亲水性分子筛，特别是NaA分子筛的颗粒粒径一般大于1μm，其与聚砜类高分子之间相容性较差从而较易产生膜缺陷从而降低了膜的分离性能。因此，亟需一种改良的方法以克服上述问题。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种亲水性聚酰胺反渗透膜，其制备方法具有以下步骤：

（1） 将原位合成的NaA分子筛以乙醇为球磨溶剂进行湿法球磨处理获得球磨NaA分子筛颗粒悬浮液；

（2） 将球磨NaA分子筛颗粒悬浮液进行蒸发处理以除去部分乙醇溶剂获得球磨NaA分子筛颗粒添加液；

（3） 将球磨NaA分子筛颗粒添加液与高分子聚合物、制膜溶剂搅拌混合、超声分散制备成铸膜液；

（4） 将铸膜液涂敷在无纺布载体中，并用刮刀进行刮膜后放入凝固浴中转化成膜；

（5） 以硅酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钠和水为原料，配制成组成为1SiO2:xAl2O3:yNa2O:zH2O的分子筛合成液，其中x＝1～6，y＝5～60，z＝2000-10000；

（6） 将制备的膜与分子筛合成液一起放入反应釜中，在50-80℃下晶化1-4h；

（7） 将晶化结束后的膜进行清洗、浸泡、干燥获得支撑膜；

（8）将所述支撑膜依次接触多官能胺溶液和多官能酰基卤化合物溶液使其在支撑膜上形成聚酰胺活性层。

优选的，步骤（1）中原位合成的NaA分子筛粒径为1-2μm。

优选的，具体的球磨转速为200-600rpm，球磨时间为2-8h，所述球磨NaA分子筛的粒径为50-300nm。

优选的，NaA分子筛与乙醇的质量为1：100-1：25，而球磨NaA分子筛颗粒添加液中球磨NaA分子筛与乙醇的质量比为1：10：1：1。

优选的，制膜溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜中的一种或多种。

优选的，步骤（3）中球磨NaA分子筛颗粒添加液质量含量为1-10%，高分子聚合物为15-40%，余量为溶剂。

优选的，所述的凝固浴溶剂为水。

优选地，所述的高分子聚合物为聚砜、聚醚砜中一种。

优选地，所述的多官能胺溶液为间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、乙二胺、丙二胺、己二胺、二氨基甲苯、哌嗪、2，5-二甲基哌嗪中的一种或多种，所述的多官能酰基卤化合物为均苯三甲酰氯、均环己烷三甲酰氯、环戊烷三酰氯、丙三酰氯、戊三酰氯中的一种或多种。