[发明专利]一种聚酰胺废水反渗透膜及其制备方法

说明书

为提升聚酰胺废水反渗透膜的处理能力，本发明提供了一种聚酰胺废水反渗透膜及其制备方法，本发明包括将多孔支撑体依次接触多官能胺水相溶液和多官能酰氯有机相溶液使其在多孔支撑体表面界面聚合成聚酰胺废水反渗透膜，多官能酰氯有机相溶液包含无定型态的NaA颗粒，本发明通过将微米级的分子筛机械破碎成纳米级，不用制备合成条件苛刻的纳米分子筛，既降低了制膜成本，同时又显著提升了废水处理的水通量和抗污染性能。

本发明涉及一种废水处理材料的制备方法，具体涉及一种用于废水处理用的聚酰胺废水反渗透膜的制备方法。

目前，利用膜技术进行废水的深度处理作为一项成熟、先进、高效的水处理技术，也逐渐被人们接受，而反渗透技术正是由于在去除溶解性COD、重金属离子、色度等方面具有明显的优势，已经成为诸多废水资源化处理技术中的一项必不可少的关键技术。虽然反渗透技术具有出水质量稳定的优点，但是其存在抗污染能力差、水通量不足从而限制了其在特定领域的应用。为解决上述问题，学者们尝试通过在占反渗透市场主导地位的聚酰胺废水反渗透膜的分离层或者多孔支撑体中添加无机粒子，诸如分子筛、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝等以提高膜的亲水性，均取得了较为满意的结果。其中对于分子筛，因其为反渗透膜提供了选择性水分子通道成为了较为理想的无机粒子添加剂。而对于分子筛颗粒的粒径，研究结果显示添加尺寸小的分子筛颗粒可使膜的通量明显提高，因此现有技术中普遍采用的聚酰胺膜改性的分子筛粒径均为纳米级，一般为50-150nm。但是纳米级的分子筛的制备过程极为苛刻，从而导致其成本相较于普通微米级分子筛来说是巨大的，从而使得其成为分子筛改性聚酰胺废水反渗透膜工业大规模应用的障碍。另一方面，现有技术中已经存在将分子筛膜应用于反渗透膜脱盐，例如NaA和MFI型，但是其水通量相对于聚酰胺废水反渗透膜来说差距巨大，这是由于NaA分子筛的孔径只有4埃，虽然其可以渗透水分子，但是对于液态水来说其孔径是偏小的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有较低成本的聚酰胺废水反渗透膜的制备方法，其通过将普通微米级分子筛颗粒球磨破碎获得了纳米级无机粒子，将其作为无机粒子添加在聚酰胺废水反渗透膜中，该方法使得聚酰胺膜在保证其分离性能的基础上大幅度降低了其成本。

本发明提供了一种高通量聚酰胺废水反渗透膜的制备方法，该方法包括将多孔支撑体依次接触多官能胺水相溶液和多官能酰氯有机相溶液使其在多孔支撑体表面界面聚合成聚酰胺废水反渗透膜，其特征在于多官能酰氯有机相溶液包含无定型态的NaA颗粒，所述的NaA 颗粒是将微米级的NaA分子筛颗粒经球磨处理后形成。

作为优选，所述方法包括以下步骤：

(1)将微米级NaA分子筛颗粒与球磨溶剂在球磨容器中混合后进行湿法球磨处理获得球磨悬浮液，设定球磨转速200-500rpm，球磨时间为2-6h；

(2)将0.1-4.0wt％多元胺、0.005-1.0wt.％表面活性剂和pH调节剂在纯水中混合制备成水相溶液，所述水相溶液的pH为10-12；

(3)将0.01-2wt％的多元酰氯加入到步骤(1)中获得的球磨悬浮液中，超声处理10-60min 后获得有机相溶液；

(4)将多孔支撑体浸入水相溶液中5-300s，除去表面溶液后再浸入有机相溶液中10-60s，沥干表面溶液后在50-100℃环境下烘干获得聚酰胺废水反渗透膜；

(5)将聚酰胺废水反渗透膜分别置于浓度为1-10wt％的盐酸溶液中1-20min、纯水中浸泡2-30min、5-20wt％甘油溶液中5-10min。

作为优选，所述的球磨溶剂为环己烷、己烷、正庚烷、辛烷中的一种。

作为优选，球磨过程中微米级NaA分子筛颗粒与球磨溶剂的质量比为2:98-998。

作为优选，所述的多官能胺溶液为间苯二胺、对苯二胺、哌嗪、邻苯二胺、二氨基甲苯、 2，5-二甲基哌嗪中的一种或多种，所述的多官能酰氯为均苯三甲酰氯、对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯中的一种或多种。