[发明专利]一种大通量反渗透膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种大通量反渗透膜，包括无纺布层、设于所述无纺布层一侧的聚砜微孔层及设于所述聚砜微孔层一侧的聚酰胺层结构，所述聚砜微孔层位于所述无纺布层和所述聚酰胺层结构间，所述聚酰胺层结构包括聚酰胺致密分离层和聚酰胺疏松过渡层。本发明在有机相单体溶液中引入酸溶性纳米颗粒，形成含纳米级孔洞的疏松聚酰胺过渡层，为超薄致密分离层的构建提供基础；同时利用低温预热处理方式，控制第二次界面反应时水相单体间苯二胺扩散深度，形成超薄致密聚酰胺分离层，大幅度降低渗透阻力，从而实现在不牺牲原有截留性能的前提下，提高反渗透膜的渗透效率；此外，所用原材料均为成熟的工业品，操作简单，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于有机膜制备技术领域，尤其是涉及一种大通量反渗透膜及制备方法。

背景技术

水是生命的源泉，在社会发展中具有十分重要的作用，尤其是过去不合理的利用等造成淡水总量越来越少，水资源短缺已经成为21世纪人类关心的热点问题。而反渗透技术被认为是解决淡水资源短缺的一种有效办法，广泛应用于日常生活和工业生产领域，如苦成水或海水脱盐，纯水制备以及污水处理等。

经过30多年的研究，反渗透膜得到较高的发展，目前大部分的商业化反渗透膜都采用界面反应制备而成的聚酰胺复合膜，如芳香聚酰胺复合膜、脂肪聚酰胺复合膜，其脱盐性能及渗透性能有了较大的提高。但是在节能减排、绿色环保的大背景下，进一步提升反渗透膜的过滤效率、降低系统的运行压力成为当前研究的一个重要方向。

传统提升反渗透复合膜通量的途径主要集中在优化界面聚合过程，比如在水相中添加相转移催化剂、亲水性高分子材料等调节聚合反应程度，或在水相有机相中引入纳米材料等水分子传质通道，但该类方法最终提高渗透通量的幅度有限，有些虽然水通量提升明显，但是以损失脱盐率为代价。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种大通量反渗透膜及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大通量反渗透膜，其特征在于：包括无纺布层、设于所述无纺布层一侧的聚砜微孔层及设于所述聚砜微孔层一侧的聚酰胺层结构，所述聚砜微孔层位于所述无纺布层和所述聚酰胺层结构间，所述聚酰胺层结构包括聚酰胺致密分离层和聚酰胺疏松过渡层。

一种大通量反渗透膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、取用一定量的酸溶性纳米颗粒均匀分散至有机溶剂Isopar G中，并加入质量浓度为0.1％-1.0％的均苯三甲酰氯，反应制得有机相单体溶液；

S2、取用聚砜微孔底膜浸泡至质量浓度为0.5％-2.0％的间苯二胺溶液A中1-5分钟，然后去除表面多余的水溶液，待用；

S3、将S2步骤中获得的聚砜微孔膜与S1步骤中获得的有机相单体溶液接触1-5分钟，经预热处理1-5分钟后与间苯二胺溶液B接触1-7分钟，并进入80-100℃烘箱中二次热处理3-5分钟，获得含纳米颗粒的反渗透复合膜；

S4、将S3步骤中获得的反渗透膜复合膜浸入至酸性水溶液中5-40分钟，然后冲洗至中性，从而获得大通量反渗透膜。

优选的，步骤S1中所述的酸性纳米颗粒为三氧化二铝、氧化锌中的一种或多种。

优选的，步骤S1中所述的酸性纳米颗粒直径为20-80nm。

优选的，步骤S1中所述的酸性纳米颗粒质量浓度为0.1％-2.0％。

优选的，步骤S3中所述的预处理温度为20-60℃。

优选的，步骤S3中所述的间苯二胺溶液B的质量浓度为0.1％-1.5％。

优选的，步骤S4中所述的酸性溶液为盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸中的一种或多种。

优选的，步骤S4中所述的酸性溶液pH为2-4。