[发明专利]一种高通量、高脱盐率的反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种高通量、高脱盐率的反渗透膜及其制备方法，所述反渗透膜分别经过溶剂活化处理和硝化处理，所述溶剂活化处理是将反渗透膜浸泡在有机溶剂中，所述有机溶剂与所述脱盐层的材料在三维空间的差异R_a满足关系：4.0≤R_a≤15.5，R_a＝[4(δ_d2‑δ_d1)²+(δ_p2‑δ_p1)²+(δ_h2‑δ_h1)²]^1/2。本发明通过考察活化溶剂与反渗透膜脱盐层材料间的关系，选择特定溶剂对反渗透膜进行活化处理，并结合硝化处理，能够有效使反渗透膜脱盐层发生膨胀，使脱盐层结构更开放、透水性更好，在保持膜脱盐率的同时，显著提高了膜的渗透性能。

【技术领域】

本发明涉及反渗透膜技术领域，特别是一种高通量、高脱盐率的反渗透膜，还涉及所述反渗透膜的制备方法。

【背景技术】

反渗透(RO)膜技术是一项高效、低成本、可持续提供洁净水的关键技术，可有效去除水中的溶解类盐，小分子酸，酚，醛，胶体，微生物等。在海水淡化，苦咸水脱盐，以及市政生活废水，石油化工，印染等工业废水处理中具有重要作用。

当前，人们对具有合适脱盐率及高通量家用净水机的需求日益增加，因此提高家用反渗透膜的通量势在必行。然而，现有技术表明，大多数提高反渗透膜通量的方法会面临trade-off问题，即通量虽能提高，但脱盐率将随之降低。

现有的商用反渗透膜大多是通过界面聚合(IP)工艺，在基膜上通过胺单体和酰氯单体进行界面聚合，从而制备具有高脱盐率的聚酰胺复合薄膜(TFC)，但是这种聚酰胺复合薄膜仍未能满足较高通量和脱盐率的需求。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种提高反渗透膜的通量并保持较高脱盐率的方法。

本发明的思路是对反渗透基膜进行有机溶剂活化，这是一种简单而高效的提高膜通量的后处理工艺，较大的通量增加以及脱盐率的降低可以通过硝化反应协同作用。以聚酰胺(PA)为例，当聚酰胺与对聚酰胺具有高亲和力的有机溶剂接触后，聚酰胺发生膨胀，一些单体(如聚酰胺低聚物)会被溶解，从而使聚酰胺脱盐层发生结构变形，聚酰胺层的孔结构更开放，从而明显提升膜的渗透性。但是，这些有机溶剂对PA层的活化面临着渗透选择性权衡的问题，因此需要考察溶剂与聚酰胺的溶解度关系，选择一种可以使膜脱盐层材料发生最大溶胀且最小结构变形的溶剂，并协同硝化工艺，提高聚酰胺层的交联度，从而在提高渗透通量的同时保持较高的盐截留率。

为了实现上述目的，本发明提供一种高通量、高脱盐率的反渗透膜，所述反渗透膜包括基膜和形成在基膜外的脱盐层，所述反渗透膜经过溶剂活化处理和硝化处理，所述溶剂活化处理是将反渗透膜浸泡在有机溶剂中，所述有机溶剂与所述脱盐层的材料在三维空间的差异R_a满足关系：4.0≤R_a≤15.5，R_a＝[4(δ_d2-δ_d1)²+(δ_p2-δ_p1)²+(δ_h2-δ_h1)²]^1/2，其中：

δ_d为材料的分散力，δ_p为材料的极性力，δ_h为材料的氢键力。