[发明专利]一种反渗透复合膜的制备方法及所得反渗透复合膜

说明书

本发明提供了一种反渗透复合膜的制备方法及所得反渗透复合膜，包括以下步骤：将配制好的聚丙烯腈纺丝液通过静电纺丝工艺在无纺布层上面形成聚丙烯腈层，得到具有聚丙烯腈层的基层膜；将制得的基层膜浸泡于碱性溶液中，再洗涤，即得到具有水解的聚丙烯腈层的水解膜；将配置好的具有氨基的纳米碳a溶液沉积在所得的水解膜的聚丙烯腈层上得到具有纳米碳a层的水解膜；再将配置好的具有羧基的纳米碳b溶液沉积在纳米碳a层上并且纳米碳b与纳米碳a形成碳纳米层，得到具有碳纳米层的沉积膜；在所制备的沉积膜的碳纳米层上通过喷雾装置喷散多元胺水溶液，再喷散多元酰氯油相溶液，最终在碳纳米层上形成聚酰胺层，即得到具有高通量、高脱盐率、性能更优的反渗透复合膜。

技术领域

本发明涉及反渗透膜制备技术领域，具体涉及一种反渗透复合膜的制备方法及所得反渗透复合膜。

背景技术

反渗透膜技术作为目前应用最广泛的水处理技术之一，在海水淡化、纯水制备以及中水回用等领域都展示出其优良的性能特点，其水通量和脱盐率之间的trade-off平衡、抗污染以及耐氯性的改进一直是反渗透膜制备技术领域的研究热点。

在我国“碳达峰、碳中和”的背景下，进一步提高反渗透膜水通量和脱盐率之间的trade-off的意义在于：降低膜的操作压力就能产生相同体积、高质量的水意味着能耗会相应减少。

目前商品化的反渗透膜主要是聚酰胺反渗透复合膜，主要由无纺布、聚砜层、聚酰胺三层组成，其中聚酰胺层由界面聚合的方法制备而成，而提高其性能的主要方法有：1)在水相或者油相中加入添加剂，调整聚酰胺的形貌结构及厚度来达到提高其性能的效果。如专利US5576057通过在水相中添加醇类溶剂，调整水油相界面聚合时溶解度参数从而提高其性能；专利CN107899440通过在水相中加入多官能团刚性单体来达到提高性能的效果；专利CN110787654通过在水相溶液中添加1-甲基咪唑调节聚酰胺的结构提升膜片性能。2)通过后处理的方式，如专利CN108525532通过用次氯酸钠溶液进行氧化后处理提高膜片性能；

这些方法对于反渗透膜的性能的提升具有一定的效果，但是程度有限，因此，如何进一步提升膜片的trade-off界限，开发出更优性能的膜片仍然是反渗透膜制备技术领域的重大难题之一。

综上所述，急需一种高通量、高脱盐率、性能更优的反渗透复合膜制备方法及所得反渗透复合膜以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种高通量、高脱盐率、性能更优的反渗透复合膜制备方法及所得反渗透复合膜，具体技术方案如下：

一种反渗透复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将配制好的聚丙烯腈纺丝液通过静电纺丝工艺在无纺布层上面形成聚丙烯腈层，得到具有聚丙烯腈层的基层膜；

S2：将步骤S1制得的基层膜浸泡于碱性溶液中，再洗涤，即得到具有水解的聚丙烯腈层的水解膜；

S3：将配置好的具有氨基的纳米碳a溶液沉积在步骤S2所得的水解膜的聚丙烯腈层上得到具有纳米碳a层的水解膜；再将配置好的具有羧基的纳米碳b溶液沉积在纳米碳a层上并且纳米碳b与纳米碳a形成碳纳米层，得到具有碳纳米层的沉积膜；

S4：在步骤S3所制备的沉积膜的碳纳米层上通过喷雾装置喷散多元胺水溶液，再喷散多元酰氯油相溶液，最终在碳纳米层上形成聚酰胺层，即得反渗透复合膜。

优选的，所述纳米碳a溶液中的纳米碳a为氨基化碳纳米管、氨基化石墨烯或氨基化碳量子点；所述纳米碳b溶液中的纳米碳b为羧基化碳纳米管、氧化石墨烯或羧基化碳量子点；所述纳米碳a溶液和纳米碳b溶液的浓度均为0.1-2mg/L。

优选的，所述步骤S1中聚丙烯腈纺丝液浓度为8-14wt％。

优选的，所述步骤S3中的沉积方式为涂覆、浸涂或抽滤。