[发明专利]高分离性能极低压芳香聚酰胺基复合反渗透膜的制备方法

说明书

本发明属于水处理膜技术领域，公开了一种高分离性能极低压芳香聚酰胺基复合反渗透膜的制备方法，将超滤支撑膜浸入到水相溶液中保持一定时间，取出后用气体喷枪将膜面上残留的液体吹扫干净，再将其浸入到油相溶液中进行界面聚合反应一定时间，然后将形成的初生态聚酰胺基复合反渗透膜放入烘箱中进行热处理，热处理后的反渗透膜依次进行酸洗、碱洗和水洗，最后在反渗透膜的分离层面和无纺布面分别喷涂形成保护层，再经过干燥得到干膜。本发明提高了极低压芳香聚酰胺基复合反渗透膜的分离性能，使得复合反渗透膜的水通量和脱盐率均显著提高；同时其制备方法过程简单，可操作性强，工艺条件易于控制，具有广阔的规模化应用前景。

技术领域

本发明属于水处理膜技术领域，具体来说，是涉及芳香聚酰胺基复合反渗透膜的制备方法。

技术背景

复合反渗透膜主要由分离层、支撑层和无纺布层三部分组成，其中分离层是起分离作用的功能层。芳香聚酰胺型复合反渗透膜可应用于自来水净化、直饮水、苦咸水和海水淡化等领域，具有广阔的应用前景。该类反渗透膜通常以有机酰氯和有机胺为主要原料单体通过界面聚合法制备获得。反渗透膜的分离性能是膜材料水通量和脱盐率的综合体现，高分离性能的反渗透膜应同时具有良好的脱盐率和水通量。近年来极低压芳香聚酰胺基复合反渗透膜作为家用净水器的关键部件，广泛应用于家用自来水脱盐净化处理和直饮水的制备；该类反渗透膜的特点在于在极低压(40-60psi)的进水条件下，可实现对低盐质量浓度(通常在250mg/L以下)的氯化钠水溶液进行脱盐处理；另外极低压反渗透膜由于运行压力很低，所以还具有能耗低的特点。这与我国近年来倡导的节能减排、生产工艺过程绿色化等环保政策相一致。

在当前市售的商业化极低压聚酰胺类复合反渗透膜中，很多膜材料在使用中脱盐率和水通量通常很难同时达到较高水平，即具有较高脱盐率的反渗透膜，由于分离层过于致密而使其水通量偏低；具有较高水通量的反渗透膜，由于分离层过于疏松而具有较低的脱盐率，另外由于制膜过程中膜清洗和干膜制备等技术问题，还经常存在分离性能不稳定、使用寿命短等缺陷；因此制备同时具有高水通量和高脱盐率且性能稳定的极低压复合反渗透膜仍是反渗透膜制备领域的研究热点之一。

发明内容

本发明所要解决的是如何提高极低压芳香聚酰胺基复合反渗透膜分离性能的技术问题，提供一种高分离性能极低压芳香聚酰胺基复合反渗透膜的制备方法，通过界面聚合法在超滤支撑膜表面形成一层含有纳米级介孔材料的芳香聚酰胺功能分离层而获得，由于介孔纳米氧化硅球和介孔碳球表面带有丰富的羟基和羧基功能团，因此与芳香聚酰胺分离层之间具有较强的氢键作用，因此可稳定分散于芳香聚酰胺分离层中，另外制备过程中表面活性剂的使用显著提高了水相和油相在界面的互溶性，苯甲酸酯类物质对酰氯功能团具有较强的活化作用，这些因素对分离层结构和选择性具有很好的优化作用，使得该复合反渗透膜的水通量和脱盐率均显著提高；同时其制备方法过程简单，可操作性强，工艺条件易于控制，具有广阔的规模化应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种高分离性能极低压芳香聚酰胺基复合反渗透膜的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

(1)配制水相溶液：按照0.5-5.0％的质量浓度将多元胺溶解于去离子水中，再向该溶液中按照0.01-0.1％的质量浓度加入表面活性剂，溶解完全后向该溶液中按照0.002-0.1％的质量浓度加入纳米级介孔小球，超声使其分散均匀后备用；

配制油相溶液：按照0.02-1.2％的质量浓度将多元酰氯溶解于脂肪烃类有机溶剂中，再按照0.005-0.06％的质量浓度加入苯甲酸酯类添加剂，搅拌均匀后备用；

(2)制备反渗透膜：将超滤支撑膜浸入到步骤(1)配制的水相溶液中，保持30-120s，取出后将膜面上残留的液体吹扫干净，然后将其浸入到步骤(1)配制的油相溶液中进行界面聚合反应，反应时间为5-40s，再将形成的初生态聚酰胺基复合反渗透膜热处理；