[发明专利]一种基于弱碱-弱酸缓冲体系的反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明属于反渗透膜技术领域，具体涉及一种基于弱碱‑弱酸缓冲体系的反渗透膜及其制备方法。包括：在基膜上先涂敷水相溶液；吹干后，再涂敷油相溶液；最后再进行后处理，得到反渗透膜；所述水相溶液包括多元胺、弱碱‑弱酸缓冲体系和醇类亲水添加剂；所述油相溶液包括多元酰氯和油相溶剂。本发明采用的弱碱‑弱酸缓冲体系成本简单易控，既保持了良好截留率，又提升了水通量，稳定性较好，制备成本低廉。

技术领域

本发明属于反渗透膜技术领域，具体涉及一种基于弱碱-弱酸缓冲体系的反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透膜是过滤膜的一种，具备能使水分子透过，而离子、盐分子等水以外的物质不能透过的特殊性质。其反渗透膜孔径大小在1纳米以下较纳滤膜、超滤膜的膜孔更小。因其具有较高的产水能耗比等突出的优点，已在海水淡化、苦咸水淡化、废水处理、医药行业被广泛应用。随着世界人口的增加以及经济发展，水的需要量也在快速增加，加之地球温暖化等因素对水循环也产生较大的影响，全球水资源不足这一问题正日益困扰着世界各国，海水淡化反渗透膜技术也是解决该世界性难题的有效手段，据统计2009年至今以制造面积单位为基准计算全球的反渗透膜在海水淡化中的应用占据绝大多数。

在实际海水脱盐淡水化过程中，因海水原液不断被浓缩分离，其原液中的盐浓度会不断上升，随之其产生的渗透压也会不断上升，根据计算可得若在海水淡化过程中，海水原液浓度逐渐上升至其原始浓度的2倍，所施加的驱动压力需要近6MPa左右才能不断取得可利用的淡水。因此根据海水淡化反渗透膜应用环境这一特点从产水能耗方面综合考虑，海水淡化膜在保证其脱盐性能与较高的产水通量的基础上，如何进一步降低其必须的驱动压力是关键。从产水水质稳定性方面综合考虑，海水淡化膜如何在一定且不断上升的海水原液浓度区间内，保证其稳定的脱盐性能与较高的产水通量是关键。对此，众多国内外的学者通过反渗透膜表面改性、反渗透聚酰胺复合膜层内共混纳米无机颗粒、聚砜支撑层材料改性等方面做了大量的研究和科学探索。

广濑严雅采用聚乙烯亚胺在反渗透膜表面进行涂覆交联的方式，可以有效提高渗透膜的通量和脱盐率(CN1091639C)。权慧珍采用两种混合溶剂制备聚砜支撑膜，选取N,N-二甲基甲酰胺(DMF)混合的二甲亚砜(DMSO)或γ-丁内酯(GBL)可以获得直径为40nm或大于40nm的孔的数量调节至少于在聚砜层表面中所形成的孔的总数量0.5％，结果使得聚酰胺层能够在聚砜类支撑层上均匀地形成，获得高性能的反渗透膜(CN103687662)。

目前反渗透膜的常规制备方法一般是通过在无纺布材料表面涂布多孔性聚砜支撑层，在多孔性聚砜支撑层表面通过界面缩聚反应生成聚酰胺反渗透层。在聚酰胺反渗透层的制备过程中加入缓冲体系来提高聚酰胺反渗透层的性能。

一般来说，缓冲体系基本上都是由弱碱及其盐组成的混合溶液。常规反渗透膜采用三乙胺与樟脑磺酸组成缓冲体系。利用三乙胺能够从水相迁移进入油相溶液中，与界面反应的副产物氯化氢结合，促进反应的进行。但是，由于三乙胺分子量小，迁移速率快，导致反渗透膜在界面聚合反应过程中的反应速率过快，反应不可控，；另外，三乙胺属于危险化学品，需要低温进行存储，增加工厂的化学风险。

发明内容

为了解决现有技术中反渗透膜制备过程中常见缓冲体系会导致反渗透膜的通量低和脱盐率低的缺陷，本发明在于提供一种基于弱碱-弱酸缓冲体系的反渗透膜及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种基于弱碱-弱酸缓冲体系的反渗透膜制备方法，为在基膜上先涂敷水相溶液；吹干后，再涂敷油相溶液；最后再进行后处理，得到反渗透膜；

所述水相溶液包括多元胺、弱碱-弱酸缓冲体系和醇类亲水添加剂；

所述油相溶液包括多元酰氯和油相溶剂。

优选地，所述基于弱碱-弱酸缓冲体系的反渗透膜制备方法，具体包括如下步骤：