[发明专利]耐氯聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐氯聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法。所述的耐氯聚酰胺复合反渗透膜通过将聚酰胺反渗透膜浸泡在浓度为1wt％～4wt％的活性酰氯反应物溶液中，振荡反应，进行二次界面聚合，形成完全以羧基封端的聚酰胺分离层结构制成。本发明的耐氯聚酰胺复合反渗透膜克服了传统商业反渗透膜抗氯性能差的缺点，得到的复合反渗透膜兼具良好的脱盐率和抗氯性能，在30000ppm·h的氯化条件下，依旧能保持对NaCl有90％以上的截留率，可长时间运行在余氯存在的工况条件，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及分离膜技术领域，涉及一种反渗透膜及其制备方法，具体涉及一种耐氯聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法。

背景技术

随着水资源日益恶化，水资源短缺问题成为已成为全球性问题。反渗透技术作为海水淡化和苦咸水脱盐的经济、高效技术之一，具有较好的市场应用前景。反渗透膜材料作为该技术的核心，其长期运行的性能稳定性关系到一套膜法水处理系统的正常运行。

在实际海水淡化工程应用中，海水组成复杂，虽对水体进行超滤等预处理，但海水淡化膜元件依然可能受到存在的悬浮物或难溶盐、微生物(藻类、霉菌、真菌)等污染。对于前者，通常采用酸碱清洗工艺；对于后者，可预先对进水进行杀菌消毒处理。工程应用中，常用的杀菌剂有过氧化氢、亚硫酸氢钠和含氯的杀菌剂(如次氯酸钠)，每种杀菌剂消毒效果不同，其中含氯的杀菌剂杀菌效果较显著。虽有经过进一步的预处理，但杀菌剂在进水中仍可能有一定的残留，而目前大部分反渗透膜耐氧化和余氯的能力较差。例如，商业的反渗透膜分离层中的芳环和酰胺氮会迅速被氯攻击，导致膜性能急剧下降(Desalination,1994,95,325-345)。此外使用甘氨酰甘氨酸来修饰反渗透膜表面，尽管其在一定程度上提升了膜的抗氯性能，但当氯化条件过于苛刻时，膜性能依旧会下降得较为明显(ACSAppl.Mater.Interfaces,2017,9,10214-10223)。膜材料的氧化将直接导致膜性能衰竭，严重影响膜的使用寿命。虽然人们在新型抗氧化膜材料的合成和膜材料的改性方面取得了很好的成绩，但较好的工业化产品并不多见，因此开发耐氯反渗透膜具有十分重要的意义。

发明内容

为了克服现有的反渗透膜耐氯性能差的缺陷，本发明提供一种兼具有优异的抗氯性能和脱盐率的耐氯聚酰胺复合反渗透膜及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明所述的耐氯聚酰胺复合反渗透膜，通过活性酰氯反应物对聚酰胺反渗透膜进行表面封端处理制备而成，所述的活性酰氯反应物为带有酰氯官能团的芳香族化合物。

本发明所述的聚酰胺反渗透膜为水处理领域中常规使用的聚酰胺反渗透膜，包括支撑层和分离层，所述的支撑层的材质没有特别地限定，通常可以由聚酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、酚酞型非磺化聚芳醚砜、聚醚砜和聚砜中的至少一种制成；所述的分离层没有特别地限定，通常由间苯二胺、对苯二胺与均苯三甲酰氯通过界面聚合的方式制得。

本发明所述的支撑层的厚度为常规使用的厚度，具体可以为80～160μm，更优选为95～125μm；

本发明所述的分离层的厚度为常规使用的厚度，具体可以为0.05～0.3μm，更优选为0.07～0.2μm。

本发明所述的聚酰胺反渗透膜通过界面聚合的方式制备，具体为先将支撑层浸泡在水相溶液中，然后再浸泡在有机相溶液中，最后有机溶剂清洗，待溶剂挥发完全后，水洗至无反应残留物，制得聚酰胺反渗透膜。

本发明所述的表面封端处理为：将聚酰胺反渗透膜浸泡在浓度为1wt％～4wt％的活性酰氯反应物溶液中，振荡反应，进行二次界面聚合，形成完全以羧基封端的聚酰胺分离层结构。

本发明所述的表面封端剂为带有酰氯官能团的芳香族化合物，包括但不限于间苯二甲酰氯(IPC)、苯甲酰氯(BC)和均苯三甲酰氯(TMC)中的一种或多种。