[发明专利]用于高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜及其制备方法，在反渗透膜的表面设置一层聚合改性层，所述的聚合改性层为3‑氨基‑1，2‑丙二醇(APD)和妥布霉素(TOB)对反渗透聚酰胺层进行接枝改性后得到。本发明通过对复合膜表面进行化学接枝改性，将APD/TOB成功接枝到反渗透膜表面，得到新型反渗透膜。与未接枝改性的反渗透膜相比，由于APD和TOB含有大量的羧基，使反渗透膜表面的亲水性大大增加，污垢不容易在反渗透膜表面沉积，因此，得到的反渗透膜抗污能力增强，同时对反渗透膜表面原有的峰谷结构进行覆盖，使得改性膜表面粗糙度降低。膜表面越光滑，为污染物沉积提供的结合位点越少，复合膜的抗污能力越强。

技术领域

本发明涉及一种用于高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜及其制备方法，属于反渗透生产领域。

背景技术

硼是人和动植物必需的微量元素之一，但摄入过量的硼会对生命体造成危害，如人摄入硼含量超标的饮用水会导致生殖和发育问题，植物用硼含量超标的水灌溉，会导致叶片枯黄、果实腐烂，严重时会导致绝收。因此，我国的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定，饮用水中硼的限值是0.5mg/L。

反渗透膜广泛应用于苦咸水、海水淡化、生产工业用水和生活饮用水等。反渗透膜因其高可靠性和高效率在海水淡化处理工艺中起着越来越重要的作用，被公认为是解决水资源短缺问题的主要途径之一。反渗透技术因其优异的分离性能，操作简便等受到人们的广泛关注。海水中的硼元素以硼酸分子的形式存在，平均浓度在5mg/L。经常规反渗透海水淡化后，产水中的硼含量在0.8～1.8mg/L，超过饮用水的安全标准。为降低反渗透海水淡化中的硼含量，通常采用反渗透膜进行过滤，尽管反渗透膜能够有效去除高达99.7％的离子物质，但脱硼率仅有30～93％。现有的反渗透膜对硼酸的去除效果差、膜表面容易积累污垢或微生物等问题阻碍着反渗透膜的广泛发展。

研究发现，对聚酰胺选择层表面进行化学接枝改性，即通过共价键将功能材料接枝到选择层表面，能够实现膜通量的强化或抗污染能力的提高。该方法不改变膜的固有结构，通过对膜进行预处理，使得膜表面产生活性位点，引发功能性材料在膜表面的接枝，操作条件简单且温和。但现有的接枝改性手段，价格昂贵，大都需要引入活化基团，接枝过程复杂繁琐，且接枝过程不容易控制，使得得到的膜表面改性剂密度较低，不易于表征。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜及其制备方法。

为解决以上问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜，在反渗透膜的表面设置一层聚合改性层，所述的聚合改性层为3-氨基-1，2-丙二醇(APD)和妥布霉素(TOB)对反渗透聚酰胺层进行接枝改性后得到。

本发明还提供一种用于高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜的制备方法。

一种用于高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜的制备方法，包括步骤如下：

(1)将基膜进行预处理以除去膜表面的保护层；

(2)将预处理后基膜的活性层采用含有碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺、氯化钠和2-(N-吗啉)乙磺酸的缓冲溶液进行活化，冲洗干净得活化后基膜；

(3)将接枝溶液置于活化后基膜表面，与膜的表面活性层相接触浸渍，然后除去膜表面液体，冲洗，即得高效除硼的高渗透、抑菌型改性聚酰胺反渗透膜；所述的接枝液为含有APD、TOB、氯化钠和4-羟乙基哌嗪乙磺酸的缓冲溶液。

根据本发明优选的，所述的基膜为商品反渗透膜或自制反渗透膜。

商品反渗透膜为聚砜(PSF)膜。

自制反渗透膜是按如下方法制备得到：