[发明专利]一种耐氯耐污染聚酰胺反渗透复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐氯耐污染聚酰胺反渗透复合膜及其制备方法。所述耐氯耐污染聚酰胺反渗透复合膜包括：基膜；聚酰胺反渗透膜，其形成在所述基膜上；和保护层，其形成在所述聚酰胺反渗透膜上，其中，所述保护层是由3‑(三甲氧基硅烷)丙基丙烯酸酯‑共聚‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯共聚物形成并通过化学接枝反应沉积在所述聚酰胺反渗透膜表面上，并且在所述保护层中，所述3‑(三甲氧基硅烷)丙基丙烯酸酯‑共聚‑聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯共聚物形成了三维聚合物网络结构。

技术领域

本发明属于反渗透技术领域，具体涉及一种耐氯耐污染聚酰胺反渗透复合膜，本发明还涉及上述聚酰胺反渗透复合膜的制备方法。

背景技术

反渗透是一种利用物理分离方法来达到净水目的的洁净技术。聚酰胺反渗透复合膜具有高的离子截留率和优良的产水效率，在中水回用、海水淡化、苦咸水脱盐等领域得到广泛应用。

在反渗透膜实际应用中，膜污染和膜氧化是反渗透膜面临的两个主要问题，其导致的直接后果是膜性能降低，包括膜的使用寿命、截留率和透水量。膜污染主要是由于膜表面吸附了细菌等微生物，因此，为了降低膜污染的发生，常在料液中加入活性氯作为杀菌剂，料液中残留的活性氯对聚酰胺分离层产生破坏作用。为了降低料液中活性氯的浓度，需要在反渗透膜的前端加入活性炭、还原剂等方式进行脱氯，但这类操作明显增加了运行成本，且未能从根本上避免活性氯的破坏作用。因此，人们对于耐污染和耐氯反渗透膜做了广泛的研究。

为了提高反渗透膜的耐污染性，人们通常在反渗透膜表面引入亲水性物质。美国专利US6913694B2通过在反渗透膜表面涂覆一层环氧化合物来提高膜片耐污性。美国专利US6177011B1在反渗透膜表面涂覆一层PVA明显提高了反渗透膜的耐污染性。Kang等人通过改性PEG使其带氨基，接着将改性的PEG接枝在反渗透膜表面，以此来提高耐污染性(Polymer 48(2007)1165-1170)。

目前，为了提高反渗透膜耐氯性，通过接枝反应将酰胺键中的N-H反应，减少活性氯进攻位点，同时在膜表面形成耐氯保护层，减少活性氯与聚酰胺层的接触。中国专利公开CN109364758A将含氨基的N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷通过氢键吸附和碱催化接枝在反渗透膜表面，通过将酰胺中N-H反应，减少活性氯的进攻位点。中国专利公开CN107486044A通过使反渗透膜表面剩余的酰氯、羧酸基团与乙烯基胺-共聚-3-丙烯基-5,5-二甲基海因反应而将该聚合物接枝在膜表面，通过在膜表面引入耐氯保护层来提高耐氯性。

为了同时提高反渗透膜的耐氯和耐污染性能，研究者们通常在反渗透膜表面接枝具有耐氯和耐污染的化合物。中国专利公开CN103331110A在反渗透膜表面通过戊二醛活化，将含羟基、氨基和卤素的三嵌段共聚物接枝在膜表面，复合膜同时具有耐氯和耐污染性能。中国专利公开CN110201563A将苯环修饰化合物、有机纳米纤维、MOF经四步反应沉积在反渗透膜表面，通过在苯环引入硝酸银基团增强耐氯性，通过纳米纤维和MOF提高耐污染性。

虽然现有技术中已形成一些关于同时提高聚酰胺反渗透膜的耐氯和耐污染性能的技术方案，但是技术方案还存在不够成熟或仍有待进一步改善的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐氯耐污染聚酰胺反渗透复合膜及其制备方法。该复合反渗透膜具有良好的渗透选择性能、耐氯和耐污染性能。其制备方法简单，易于操作，便于实现工业化生产。

根据本发明的第一方面，提供了一种耐氯耐污染聚酰胺反渗透复合膜，其包括：基膜、形成在所述基膜上的聚酰胺反渗透膜和形成在所述聚酰胺反渗透膜上的保护层，其中，所述保护层是由3-(三甲氧基硅烷)丙基丙烯酸酯-共聚-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯共聚物形成并通过化学接枝反应沉积在所述聚酰胺反渗透膜表面上，并且在所述保护层中，所述3-(三甲氧基硅烷)丙基丙烯酸酯-共聚-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯共聚物通过水解和缩合反应形成了三维聚合物网络结构。