[发明专利]一种聚酰胺反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚酰胺反渗透膜及其制备方法，包括多孔支撑膜以及生长在多孔支撑膜表面的含有碳量子点的聚酰胺层，所述含有碳量子点的聚酰胺层包括以下原料组分：氨基化碳量子点、油相反应单体、油相溶剂、酸接受剂、pH调节剂和表面活性剂；所述制备方法，包括步骤1、制备氨基化碳量子点；步骤2、制备聚酰胺反渗透膜。本发明中所述的聚酰胺反渗透膜，使用氨基化碳量子点作为新型水相反应单体，直接通过氨基化碳量子点上的氨基和均苯三甲酰氯进行交联反应在聚砜多孔支撑膜上形成含有碳量子点的聚酰胺层结构，能够从多方面提升水通量。

技术领域

本发明涉及反渗透膜制备技术领域，具体涉及一种聚酰胺反渗透膜及其制备方法。

背景技术

近年来，反渗透技术被认为是最有效的水净化技术之一，被广泛的应用在海水淡化、苦咸水淡化、中水回用、污水处理和纯净水制备等领域。聚酰胺复合膜作为最主要的反渗透膜品种，具有优良的化学稳定性、良好的力学强度和较宽的pH值耐受范围等优点。聚酰胺复合膜主要由无纺布层、聚砜基膜层和聚酰胺层构成，而水通量作为反渗透膜核心性能参数之一，在节能减排、降低成本方面具有重要的意义。

通常水通量主要由聚酰胺层的结构决定，现有以下几种方法来调节聚酰胺层的结构，从而提升其水通量：(1)通过向聚酰胺层中引入亲水性官能团，提高其表面亲水性；(2)新型纳米材料掺杂到聚酰胺层中，增加水分子通道，如美国专利US14323882通过引入石墨烯到聚酰胺层中增加了反渗透膜通量；(3)降低聚酰胺层的交联度，从而降低层致密度，如中国专利CN201410775101.6利用氨基酸作为端封剂降低聚酰胺层的交联度来提升通量；(4)在水相或者油相中引入添加剂，影响其界面聚合来调节聚酰胺层的疏松度，如美国专利US5576057A通过在水相溶液中添加醇类小分子化合物去影响界面聚合来提升通量。但是这些方法往往都是通过单一方面去影响聚酰胺层的结构，对水通量的提升有限。

综上所述，急需一种聚酰胺反渗透膜及其制备方法以解决现有技术中存在的水通量较低的问题。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种聚酰胺反渗透膜，具体技术方案如下：

一种聚酰胺反渗透膜，包括多孔支撑膜以及生长在多孔支撑膜表面的含有碳量子点的聚酰胺层，所述含有碳量子点的聚酰胺层包括以下原料组分：氨基化碳量子点、油相反应单体、油相溶剂、酸接受剂、pH调节剂和表面活性剂。

优选的，所述油相反应单体为均苯三甲酰氯；所述油相溶剂为正己烷。

优选的，所述pH调节剂为樟脑磺酸，所述酸接受剂为三乙胺；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。

优选的，所述氨基化碳量子点的尺寸大小为1-20nm。

优选的，所述含有碳量子点的聚酰胺层的厚度为100-300nm。

优选的，所述多孔支撑膜为聚砜多孔支撑膜。

本发明第二目的在于提供一种聚酰胺反渗透膜的制备方法，具体技术方案如下：

一种聚酰胺反渗透膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备氨基化碳量子点：将碳量子点与三乙胺按照(45-55):1的质量比混合均匀并置于密封高压反应釜中，加热到100-200℃反应5-12h，冷却后离心取上清液，并经冷冻干燥后制得氨基化碳量子点；

步骤2、制备聚酰胺反渗透膜：将多孔支撑膜浸泡于水相溶液中10-60s后取出，使用橡胶辊除去多孔支撑膜表面多余的水珠后，再浸泡于油相溶液中10-60s后完成界面聚合反应并取出，待多孔支撑膜表面的溶剂挥发后进行浸泡清洗，然后置于质量百分数为5％-12％的甘油溶液中浸泡1min-5min，最后在50℃-90℃烘箱中保温3-10min，即制得聚酰胺反渗透膜。