[发明专利]一种有机-无机双功能层反渗透膜

说明书

本发明提供了一种有机‑无机双功能层反渗透膜，其包括顺次连接的支撑层、聚酰胺功能层和分子筛功能层，所述的聚酰胺功能层由含有多元胺的水相溶液和含有分子筛粒子、多元酰氯的有机相溶液经界面聚合而成，且所述的分子筛粒子与分子筛功能层的分子筛属于相同拓扑结构。本发明通过水热合成的方式将亲水性分子筛负载到聚酰胺反渗透膜表面，从而提高了分子筛与聚酰胺膜层之间结合力，从而使得聚酰胺反渗透膜亲水改性能力得到显著的提升，其在市政或工业污水处理、海水淡化、苦咸水淡化、果汁浓缩等众多领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种可以应用于市政或工业污水处理、海水淡化等领域的反渗透膜。

背景技术

反渗透技术是一种得到广泛应用的分离技术，其在市政或工业污水处理、海水淡化、苦咸水淡化、果汁浓缩等众多领域得到了广泛的应用。在反渗透膜领域，最常见的反渗透膜为聚酰胺反渗透膜，其价格相对低廉、热化学稳定性好，能够满足大多数反渗透需求。但是由于其渗透能力，包括脱盐率、水通量一般限制了其在特定领域的应用。

为改性其渗透能力，多将具有亲水功能的无机纳米粒子对聚酰胺进行修饰以提高其亲水性。而分子筛是常见的一种聚酰胺改性添加剂，因其具有规整的孔道结构得到学者的广泛关注。对于无机改性聚酰胺磨而言，常见的修饰方式有支撑层掺杂、界面聚合掺杂和膜表面涂覆三种方式，相对于其他修饰方式，膜表面涂覆由于其亲水涂层直面料液层，其亲水性相对于其他方式提高更多。但是对于分子筛涂覆而言，却极少采用分子筛涂层改性聚酰胺膜，这是由于在应用过程中，由于料液冲刷等物理原因会导致分子筛涂层逐渐减少，而从导致膜性能下降从而限制了其应用。

发明内容

对于上述问题，本发明提供了一种反渗透膜，其通过水热合成的方式将亲水性分子筛负载到聚酰胺反渗透膜表面，从而提高了分子筛与聚酰胺膜层之间结合力，从而使得聚酰胺反渗透膜亲水改性能力得到显著的提升。

本发明提供了一种有机-无机双功能层反渗透膜，其包括顺次连接的支撑层、聚酰胺功能层和分子筛功能层，所述的聚酰胺功能层由含有多元胺的水相溶液和含有分子筛粒子、多元酰氯的有机相溶液经界面聚合而成，且所述的分子筛粒子与分子筛功能层的分子筛属于相同拓扑结构。

所述的分子筛功能层为连续、致密的分子筛层，其具有反渗透脱盐功能。

所述的分子筛功能层为不连续的分子筛层，不具有反渗透脱盐功能。

所述的分子筛功能层为以聚酰胺功能层中的分子筛粒子为成核中心水热晶化而成。

于所述的分子筛为NaA分子筛。

本发明还提供了一种有机-无机双功能层反渗透膜的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将0.5-5wt％的多元胺溶解在水中形成水相溶液，将0.5-5wt％的多元酰氯和0.2-2wt％的分子筛粒子分散在有机溶剂中形成有机相溶液；

(2)将支撑层先浸入水相溶液中，5-30s取出并除去支撑层表面水相溶液，再将其浸入有机相溶液中，5-30s后取出并除去表面有机相溶液，并置于50-100℃烘箱内热交联形成聚酰胺膜；

(3)将聚酰胺膜的支撑层侧浸入分散有酚醛树脂的醇类溶液中，持续1-3min，并继续置入50-100℃烘箱内干燥；

(4)将经步骤(3)处理的聚酰胺膜浸入包含硅源、铝源、碱源和水的分子筛合成液中进行水热晶化从而形成分子筛功能层；

(5)将步骤(4)晶化后的膜完全浸入醇溶液中处理5-10min，并纯水清洗、浸泡、干燥后形成有机-无机双功能层反渗透膜。