[发明专利]可再生超薄多层复合正渗透膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种可再生超薄多层复合正渗透膜及其制备方法与应用。所述正渗透膜包括PE微孔支撑层、微交联聚酰胺层、超亲水杂化层和吸附催化功能层。所述制备方法包括：使酰氯单体和胺类单体在PE微孔膜表面进行界面聚合反应并热处理，生成微交联聚酰胺层，再与包含多酚类化合物、笼型聚倍半硅氧烷的混合溶液反应生成超亲水杂化层，以及与金属化合物水溶液充分接触，之后微波加热还原金属离子，生成吸附催化功能层。本发明的PE微孔支撑膜的浓差极化不显著、微交联聚酰胺层的溶质截留率高、超亲水杂化层的水分子透过阻力弱、吸附催化功能层的清除污染物能力强，得到高性能、可再生正渗透膜，可实现海水淡化、污水净化、污染物催化降解等。

技术领域

本发明涉及一种正渗透膜，尤其涉及一种可再生超薄多层复合正渗透膜及其制备方法，以及该正渗透膜的应用，属于膜分离技术领域。

背景技术

复合正渗透膜是目前研究最广泛的正渗透膜，通常包括非溶剂诱导相分离法制备的聚砜（PSf）和聚醚砜（PES）等经典的超滤基膜、由界面聚合制备的聚酰胺活性层。目前，经典的超滤基膜通常较厚（通常大于50 µm）、孔隙率低（表面孔隙率仅为0.3 ~ 1.3%）、膜孔弯曲程度大（顶部为海绵状孔），内浓差极化现象严重。并且，经典的超滤基膜化学稳定性差，易导致基膜与聚酰胺活性层脱落，致使膜失效。

商用微孔聚乙烯（PE）薄（7~25 µm）、表面开孔率高（大于70%）、孔连通性好，结构参数S值小，能够显著消减内浓差极化。其次，PE具有优异的化学稳定性、成本低、无毒、具有优异的机械强度，已经广泛应用于锂离子电池隔膜领域，结构与性能稳定。PE隔膜是高性能复合正渗透膜基膜的不二选择。但是，疏水PE隔膜与界面聚合的胺类单体水溶液的亲和性很差，难以在其表面通过界面聚合直接制备聚酰胺活性层，必须对PE隔膜进行预处理，提高其亲水性，这就延长了制膜工艺、增加了成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可再生超薄多层复合正渗透膜，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的还在于提供相对应的可再生超薄多层复合正渗透膜的制备方法。

本发明的另一目的还在于提供所述可再生超薄多层复合正渗透膜的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种可再生超薄多层复合正渗透膜，它包括在厚度方向上依次层叠设置的PE微孔支撑层、微交联聚酰胺层、超亲水杂化层和吸附催化功能层。

本发明实施例还提供了一种可再生超薄多层复合正渗透膜的制备方法，其包括：

（1）使PE微孔膜先与含有酰氯单体的油相溶液充分接触，干燥后再与含有胺类单体的水相溶液充分接触，并使所述酰氯单体和胺类单体在所述PE微孔膜表面进行界面聚合反应并热处理，生成微交联聚酰胺层，获得微交联聚酰胺层/PE微孔膜；

（2）使步骤（1）所获微交联聚酰胺层/PE微孔膜与包含多酚类化合物、笼型聚倍半硅氧烷的混合溶液充分接触，反应生成交联水凝胶超亲水杂化层，获得超亲水杂化层/微交联聚酰胺层/PE微孔膜；

（3）使步骤（2）所获超亲水杂化层/微交联聚酰胺层/PE微孔膜与金属化合物水溶液充分接触，之后微波加热还原金属离子，生成吸附催化功能层，获得吸附催化功能层/超亲水杂化层/微交联聚酰胺层/PE微孔膜，即可再生超薄多层复合正渗透膜。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的可再生超薄多层复合正渗透膜。

本发明实施例还提供了前述可再生超薄多层复合正渗透膜在海水淡化、污水净化或污染物催化降解等领域中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：