[发明专利]一种提升界面聚合法制备复合反渗透膜通量的方法

说明书

本发明涉及一种提升界面聚合法制备复合反渗透膜通量的方法。本发明在常规界面聚合制备聚酰胺复合膜基础上，对多孔支撑膜进行加热干燥处理；在干燥的多孔支撑膜上定量涂覆含多元胺的水相溶液；在含多元胺的多孔支撑膜表面定量涂覆含多元酰氯的有机相溶液；对初生态复合膜进行分离层侧单面热处理；对复合膜进行水漂洗处理。本发明的优点在于利用水相单体、水相溶剂和有机相溶剂在单面热处理过程中汽化后对分离层的穿透作用，在分离层中形成更多的水分子传输通道，提升复合反渗透膜的水渗透通量，且工艺简单、适用范围广、易于规模化。

技术领域

本发明涉及一种提升高分子分离膜通量的方法，具体是指一种提升界面聚合工艺制备复合反渗透膜水通量的方法，属于分离膜制备技术领域。该方法具有适用范围广、操作简单、易于规模化等优点，可有效实现对复合反渗透膜的通量提升，从而进一步降低反渗透过程的能耗。

背景技术

膜分离技术具有高效率、低能耗、易操作等优点，被广泛用于饮用水净化、废水处理、生物制药、石油化工等领域，是目前解决水资源短缺和实现废水资源化利用的重要支撑技术。反渗透作为分子水平分离的膜分离过程，已广泛应用于水的脱盐和净化、物料的分离和浓缩、废水的资源化等领域。膜分离技术的核心是高性能的分离膜，目前应用于反渗透领域的分离膜材料主要包括非对称膜和复合膜两大类。其中，由界面聚合工艺制备而成的复合反渗透膜，由于具有优良的透水性和选择分离性，是目前反渗透领域的主流膜品种。

界面聚合制备复合反渗透膜，通常以湿态的聚砜多孔膜为支撑层，通过溶解于水相的多官能团单体和溶解于与水不互溶的有机相中的多官能团之间的界面聚合，经两面热处理和后处理，在多孔支撑层上形成活性分离层，获得复合反渗透膜。例如，US Patent 4,277,344先将聚砜多孔支撑膜浸入到含间苯二胺的水溶液中一定时间，取出挤干后，再在支撑膜表面覆盖上均苯三甲酰氯溶液，反应一段时间后，在一定温度下对复合膜进行两面热处理，最后经漂洗和后处理得到最终复合反渗透膜产品。与非对称膜相比，复合反渗透膜具有分层薄、渗透阻力低等优点，但仍存在使用压力和运行成本高等问题，制约了复合反渗透膜的大规模应用，尤其是在海水淡化、饮用水净化和水回用等领域的应用。因而，如何提界面聚合制备的复合反渗透膜的渗透通量，降低复合反渗透膜的运行压力，是目前提高复合反渗透运行效率、降低运行成本的关键。

在提高复合反渗透膜的渗透通量方面，主要途径包括改变复合反渗透膜的高分子脱盐层的微结构和化学物理性质。比如，通过在界面聚合的水相溶液中引入酚类单体、或亲水性大分子、或异丙醇等水溶性单体，可提高反渗透膜的渗透通量，但在界面聚合过程中引入异丙醇、酚类单体或亲水性大分子，容易导致分离层结构变疏松、对盐的截留性能下降；通过改变界面聚合的有机相溶液的温度及交联剂的含量，可实现对复合膜的交联度和表面亲水性的调节，从而提高复合膜渗透通量，但改变交联结构提升水通量的同时不可避免地造成分离层致密度的下降，进而降低膜对无机盐的截留性能；通过对膜进行次氯酸钠浸泡后处理，利用游离氯对分离层的降解作用，也可在一定程度上提高膜的渗透通量，但这往往会导致膜使用寿命缩短。

因而，尽管目前在提高界面聚合工艺制备的复合反渗透膜的渗透通量已取得了较大的进展，但是如何通过简单的方法提升复合反渗透膜的渗透通量，且不损失复合膜的无机盐截留性能和使用寿命，仍是膜学术界和膜工业界追求的目标之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种提升界面聚合制备复合反渗透膜通量的方法，提高复合反渗透膜的水渗透通量、降低运行压力、提高运行效率。

本发明需要解决的技术问题是，在对界面聚合获得的初生态分离层进行热处理过程中，如何充分汽化界面聚合过程中残留的水相单体、水相溶剂和有机相溶剂，并使其以气体分子的形式穿透分离层，从而在最终形成的复合膜分离层中形成更多的水分子传输通道，提高复合反渗透膜的水渗透通量。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

一种提升界面聚合法制备复合反渗透膜通量的方法，其特征在于：