[发明专利]一种高脱硼聚酰胺反渗透膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种高脱硼聚酰胺反渗透膜及其制备方法，制备步骤包括(1)将间苯二胺、环丙胺嗪和水混合均匀，然后加入焦亚硫酸钠调节溶液PH为7‑8，得水相溶液；(2)将芳香族多元酰氯和有机溶剂混合均匀，得油相溶液；(3)将基膜浸入到步骤(1)配制的水相溶液中浸渍，取出并除去膜表面的水相溶液后，再将其浸入到步骤(2)配制的油相溶液中进行界面聚合反应，反应完成后除去膜表面的油相溶液，经热处理、水洗后，制得高脱硼聚酰胺反渗透膜。该膜片不但脱硼效果优异，还同时具有高水通量和截盐率。本发明方法操作过程简单，在聚酰胺反渗透膜规模化生产中的应用前景非常广阔。

技术领域

本发明属于反渗透技术领域，具体涉及一种高脱硼聚酰胺反渗透膜及其制备方法。

背景技术

反渗透是一种利用物理分离方法来达到净水目的的洁净技术。聚酰胺反渗透复合膜具有高的离子截留率和优良的产水效率，在中水回用、海水淡化、苦咸水脱盐等领域得到广泛应用。

动物实验显示硼具有再生性毒性，其含量大于2mg/L时会使植物中毒，过量的硼也会使人出现头晕、恶心及肾衰竭等症状。由于硼酸大部分以分子形式存在于水中，且尺寸极小，所以常规反渗透膜对硼的截留效果较差，未能达到世界卫生组织对饮用水含硼量的建议值(0.5mg/L)。目前，工业上主要通过多级反渗透及增加预处理步骤等方法来提高对硼的截留效果，但成本相应增加。反渗透技术的核心是高性能的反渗透膜，因此制备具有高脱硼的反渗透膜，从源头提高脱硼效果。

目前，提高反渗透膜脱硼率的方法主要有两种：(1)减小反渗透膜的孔径，增加硼酸分子透过时的传质阻力；(2)调节反渗透膜的化学极性，减弱其与硼酸分子的氢键作用力。专利CN100379488C通过配制一元胺和多元胺水溶液与脂肪酰氯反应，经次氯酸钠后处理，制得具有高脱硼反渗透膜，但该方法在提高脱硼率时，会降低膜片的渗透性；Zhang和Raval等通过合成磺化二胺取代间苯二胺，利用高密度磺酸基，实现对硼的高截留，但该方法难以兼顾脱硼和截盐性能；Shultz等通过醇溶胀将疏水性脂肪胺嵌入膜孔内，增强疏水性和缩小孔径双重作用提高脱硼效果，但该方法不仅需要多步处理，同时在提高脱硼率时，也会降低膜片的渗透性。

可见，虽然现有技术中已形成一些提高聚酰胺反渗透膜脱硼效果的技术方案，但是这些技术方案在提升脱硼效果时均会不同程度导致膜片其它性能的降低，尤其是难以兼顾膜片分离与透过性能，还存在一些不够成熟或仍有待进一步改善的空间。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种高脱硼聚酰胺反渗透膜及其制备方法，其关键技术是将环丙胺嗪作为一种反应单体加入到间苯二胺水溶液中进行界面聚合反应。该制备方法简单，易于操作，便于实现工业化生产，该膜片不但脱硼效果优异，还同时具有高水通量和截盐率，在提升分离性能的同时兼顾了膜片透过性，综合性能优异。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种高脱硼聚酰胺反渗透膜的制备方法，其包括如下步骤：

(1)水相体系的配制：将间苯二胺、环丙胺嗪和水混合均匀，然后加入焦亚硫酸钠调节溶液PH为7-8，得水相溶液；

(2)油相溶液的配制：将芳香族多元酰氯和有机溶剂混合均匀，得油相溶液；

(3)界面聚合及热处理:将基膜浸入到步骤(1)配制的水相溶液中浸渍，取出并除去膜表面的水相溶液后，再将其浸入到步骤(2)配制的油相溶液中进行界面聚合反应，反应完成后除去膜表面的油相溶液，经热处理、水洗后，制得高脱硼聚酰胺反渗透膜。

本发明制备方法，步骤(1)中，所述水相溶液中，间苯二胺的浓度为2-6wt％，优选2.5-5wt％，环丙胺嗪的浓度为0.01-1wt％，优选0.05-0.40wt％。

本发明制备方法，步骤(2)中，所述油相溶液中，芳香族多元酰氯的浓度为0.1-0.3wt％，优选0.15-0.25wt％。