[发明专利]一种高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜的制备方法

说明书

一种高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜的制备方法，它属于水处理领域，具体涉及一种反渗透纳米复合膜的制备方法。本发明的目的是要解决现有聚酰胺反渗透薄膜复合膜的通量低的问题。方法：一、去除超滤基膜表面残留的异丙醇水溶液；二、将超滤基膜浸入到间苯二胺水溶液中反应；三、将间苯二胺处理后的超滤基膜浸入到硅烷溶液中反应，再清洗，得到高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜。本发明还具有工艺简单、可直接生产、工艺稳定等特点。本发明可获得一种高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种反渗透纳米复合膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术由于工艺简单且成本相对较低已成功运用于水处理和海水淡化等领域。反渗透膜作为膜的一种，能有效去除微咸水中的盐分及其他污染物。水分子通过扩散作用透过膜表面，而盐分由于静电排斥作用以及尺寸排阻效应被截留。反渗透膜的发展过程中，聚酰胺薄膜复合膜的出现是一个很大的突破。该膜由两层组成，顶层是活性聚酰胺层，通过胺和酰氯之间的界面聚合反应生成，底层多是聚砜，聚醚砜，聚醚酰亚胺，聚丙烯腈等多孔支撑膜。许多的研究都通过把新型材料加入到聚酰胺薄膜中来提高反渗透膜的抗污染性。近些年来，各种新型材料已经成为了现在聚酰胺反渗透薄膜复合膜的重要部分，甚至可以说是替代了现有的薄膜复合膜。其中包括纳米多孔石墨烯、碳纳米管、两性离子材料、金属氧化物纳米颗粒等。纳米颗粒是最受科研人员欢迎的新型材料，在纳米颗粒中，基于二氧化硅的纳米颗粒可通过硅烷醇基团与聚合物链的官能团之间的相互作用(例如氢键和共价交联)形成改性界面，被认为是有效的纳米填料。但现有方法制备的聚酰胺反渗透薄膜复合膜的通量低，因此，需要寻找更优异的方法制备高通量的聚酰胺反渗透薄膜复合膜。

发明内容

本发明的目的是要解决现有聚酰胺反渗透薄膜复合膜的通量低的问题，而提供一种高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜的制备方法。

一种高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、将浸泡在异丙醇水溶液中的超滤基膜取出后平铺于玻璃片上，再将超滤基膜的四周固定到玻璃片上，最后使用氮气吹扫掉超滤基膜表面残留的异丙醇水溶液；

二、将固定有超滤基膜的玻璃片浸入到质量分数为2％～3.4％的间苯二胺水溶液中，再在室温下反应1min～10min，再将固定有超滤基膜的玻璃片取出，最后使用氮气吹扫超滤基膜，直至超滤基膜的表面不具有肉眼可见的液滴，得到间苯二胺处理后的超滤基膜；

三、①、将间苯二胺处理后的超滤基膜浸入到硅烷溶液中，再在室温下反应1min～10min，得到二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜；

步骤三①中所述的硅烷溶液为3-氨丙基三乙氧基硅烷溶解到均苯三甲酰氯溶液中；所述的硅烷溶液中3-氨丙基三乙氧基硅的质量分数为0.005％～0.02％；所述的均苯三甲酰氯溶液为均苯三甲酰氯溶解到ISOPAR-G中；均苯三甲酰氯溶液中均苯三甲酰氯的体积分数为0.1％；

②、将二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜浸入到去离子水中，再震荡清洗5min～10min，再将二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜取出；

③、重复步骤三②3次～6次，得到高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜。

采用下述方法对本发明制备得到的高通量抗污染的原位二氧化硅/聚酰胺反渗透纳米复合膜性能进行了测试：

(1)纯水通量的测定：剪取膜面积为14.6cm²的圆形膜片，用膜性能评价仪测膜的纯水通量，控制跨膜压差为1.0MPa，通过读取一定时间内量筒中透过液的体积用式(1)来计算膜的通量。

式中：J——膜通量，L/(m²·h)；