[发明专利]一种利用硅酸乙酯作为油相共溶剂制备反渗透膜的方法

说明书

本发明涉及一种利用硅酸乙酯作为油相共溶剂制备反渗透膜的方法。将支撑膜浸润于水相溶液中以使支撑膜被水相溶液充分浸润；将膜浸润于含有硅酸乙酯和均苯三甲酰氯的Isopar G溶液中引发界面聚合以形成芳香聚酰胺分离层；将膜置于70～90℃下热处理，制得芳香聚酰胺复合反渗透膜。本发明制备过程简单，成本低，易于实施，所制得的芳香聚酰胺复合反渗透膜兼具高通量≥3L·m^‑2·h^‑1·bar^‑1和高截留率≥99.00％。此外，本发明也可为其它高性能芳香聚酰胺复合分离膜制备提供借鉴。

技术领域

本发明涉及一种利用硅酸乙酯作为油相共溶剂制备反渗透膜的方法，属于复合反渗透膜制备领域。

背景技术

反渗透膜技术被广泛运用于海水/苦咸水淡化、超纯水制备以及废水处理等领域，是缓解水资源危机的重要手段。制备兼具高通量(≥3L·m^-2·h^-1·bar^-1)和高截留率(≥99.00％)反渗透膜有助于大幅降低反渗透膜过程能耗和成本以及提高产水水质(D.Cohen-Tanugi,R.K.McGovern,S.H.Dave,J.H.Lienhard,J.C.Grossman,Quantifying thepotential of ultra-permeable membranes for water desalination,Energy&Environmental Science,2014,7:1134-1141.)。

芳香聚酰胺薄层复合反渗透膜是当前主流的反渗透膜。芳香聚酰胺薄层复合反渗透膜的制备工艺一般为界面聚合。一般认为，分离层决定膜的分离性能，而且贡献绝大部分的传质阻力。因此，对分离层结构的优化一直是研究热点。在水相或者有机相中引入共溶剂是目前常用的优化分离层结构方法。这种方法简单有效，且成本低。水相共溶剂可能会破坏支撑膜表面孔结构，进而影响复合膜的性能，而油相共溶剂则不会影响支撑膜表面孔结构，这是因为分离层形成速度非常快，阻碍了共溶剂与支撑膜接触(Freger V.,Nanoscaleheterogeneity of polyamide membranes formed by interfacial polymerization,Langmuir,19(2003)4791–4797.)。当前最好的油相共溶剂是乙酸乙酯(T.Kamada,T.Ohara,T.Shintani,T.Tsuru,Controlled surface morphology of polyamide membranes viathe addition of co-solvent for improved permeate flux,Journal of MembraneScience,467(2014)303-312.)。然而，乙酸乙酯易挥发，而且刺激性气味浓烈，不安全。此外，利用乙酸乙酯所制备的反渗透膜的通量不够高(低于3L·m^-2·h^-1·bar^-1)。

发明内容

为制得兼具高通量(≥3L·m^-2·h^-1·bar^-1)和高截留率(≥99.00％)的反渗透膜，我们进行了研究和试验，发现了一种新型油相共溶剂，即硅酸乙酯。硅酸乙酯是无色液体，气味不明显，不易挥发(沸点165～169℃)，安全性高，其结构式如下所示：

本发明的目的在于提供一种利用硅酸乙酯作为油相共溶剂兼具高通量(≥3L·m^-2·h^-1·bar^-1)和高截留率(≥99.00％)芳香聚酰胺反渗透膜的方法。该方法简单，易操作。该方法可使所制反渗透膜兼具高通量(≥3L·m^-2·h^-1·bar^-1)和高截留率(≥99.00％)。本发明是通过下述技术方案加以实现的。