[发明专利]一种抗菌耐污染反渗透复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种抗菌耐污染的反渗透复合膜及其制备方法，所述反渗透复合膜包括聚酰胺反渗透膜、形成于聚酰胺反渗透膜表面的中间层和形成于中间层表面的抗菌耐污染层，所述中间层包括多酚单体，所述抗菌耐污染层包括聚季铵盐。本发明的制备方法工序简单，可产业化操作性强。本发明的反渗透复合膜的改性层与反渗透膜表面之间的粘结力强，减轻了后续反渗透运行过程中的流失问题。本发明的反渗透复合膜具有优异的抗菌和耐污染性能，且保持了聚酰胺反渗透膜本身良好的渗透性能和脱盐性能。

技术领域

本发明属于复合反渗透膜制备领域，涉及一种抗菌耐污染反渗透复合膜及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展，反渗透膜技术在饮用水、海水淡化、工业水处理、废水处理及回用领域得到广泛应用，并取得显著的社会和经济效益。但膜污染大大增加了反渗透技术的运行成本，限制了此技术的推广应用。目前市场上，最常用的反渗透膜材料是芳香聚酰胺膜，其抗污染改性方法通常有表面涂敷、表面化学改性、表面接枝等，以通过改变膜表面的亲水性、粗糙度以及荷电性提升反渗透膜抗污染性能。

CN109621752A将二甲基二烯丙基氯化铵加入水相中，经过油相后通过γ-射线辐照处理，使得聚酰胺分离层表面接枝亲水性氯化铵大分子，得到抗污染改性膜，这种方法无法满足反渗透高脱盐率的性能要求。另外，辐照接枝的工艺造价高，在生产线上实现的难度较大。CN108057348A通过RAFT方法在芳香聚酰胺复合膜表面连接两性离子聚甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱亲水层和季铵盐聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵杀菌层，所制备膜具有优良的抗污染特性，但制备方法包括多步反应，工序繁琐。CN106823834A将胍类抗菌聚合物、硝酸银溶于水，并加入聚乙烯醇，于60-90℃搅拌溶解均匀，冷却至10-30℃涂敷于聚酰胺膜表面，干燥处理之后，浸涂还原性溶液交联，使纳米银与胍类聚合物结合为一体，通过交联形成抗菌耐污染层。此工序相对简单，可产业化操作，但涂层溶液含两种聚合物，比重较大，使得涂层厚度不可控，会大幅降低反渗透膜通量。因此，通过在聚酰胺膜表面连接抗菌污染层，这种方法具有可产业化操作性，但需考虑涂层和反渗透膜的粘结力，及对复合膜渗透选择性能的影响。

因此，本领域需要一种制备方法工序简单、可产业化操作性强，且亲水涂层与反渗透膜表面之间的粘结力强的抗菌耐污染反渗透膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗菌耐污染反渗透复合膜及其制备方法，该制备方法工序简单，可产业化操作性强，且改性层与反渗透膜表面之间的粘结力强，减轻了后续反渗透运行过程中的流失问题。

具体而言，本发明提供一种抗菌耐污染的反渗透复合膜，所述反渗透复合膜包括聚酰胺反渗透膜、形成于聚酰胺反渗透膜表面的中间层和形成于中间层背离聚酰胺反渗透膜一侧表面的抗菌耐污染层，所述中间层包括多酚单体，所述抗菌耐污染层包括聚季铵盐。

在一个或多个实施方案中，所述多酚单体选自茶多酚、单宁酸、没食子酸、没食子酸衍生物及其组合。

在一个或多个实施方案中，所述没食子酸衍生物为没食子酸的酯类衍生物，更优选选自没食子酸甲酯、没食子酸乙酯、没食子酸丙酯及其组合。

在一个或多个实施方案中，所述聚季铵盐选自卤代季铵盐聚合物、噻唑类季铵盐聚合物、吡啶类季铵盐聚合物、咪唑类季铵盐聚合物及其组合，优选选自卤代季铵盐聚合物，更优选选自聚季铵盐-1、聚季铵盐-10、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-丁基溴化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵及其组合。

在一个或多个实施方案中，所述聚季铵盐的重均分子量为10,000-500,000。

在一个或多个实施方案中，所述聚酰胺反渗透膜包含由多元胺和多元酰氯反应形成的聚酰胺层。

在一个或多个实施方案中，所述多元胺选自间苯二胺、对苯二胺、二乙烯三胺、哌嗪、二氨基二苯甲烷、间苯二甲胺、聚乙烯亚胺及其衍生物和带氨基的天然多糖及其水溶性衍生物中的一种或多种，优选为间苯二胺。