复合膜组件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了复合膜组件及其制备的方法。所述方法包括制备单一膜组件，向单一膜组件灌封中空纤维支撑层；和通过使所述中空纤维支撑层的表面依次接触包括胺的第一溶液和包括酰卤的第二溶液而进行的界面聚合形成活性层。所述方法可以形成具有均匀厚度的活性层并显示出优异的加工性能。通过所述方法制备的复合中空纤维膜组件显示出优异的脱盐率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了复合膜组件及其制备的方法。所述方法包括制备单一膜组件，向单一膜组件灌封中空纤维支撑层；和通过使所述中空纤维支撑层的表面依次接触包括胺的第一溶液和包括酰卤的第二溶液而进行的界面聚合形成活性层。所述方法可以形成具有均匀厚度的活性层并显示出优异的加工性能。通过所述方法制备的复合中空纤维膜组件显示出优异的脱盐率。【专利说明】
本专利技术涉及一种。更具体地，本专利技术涉及一种复合膜组件及使用提供有中空纤维支撑层的单一膜组件制备该复合膜组件的方法。
技术介绍
近年来，膜技术已经开始被应用于水处理。例如，微孔过滤(MF)膜或超滤(UF)膜用在净水厂的水处理中，反渗透膜用在海水的脱盐中。而且，反渗透膜或纳米过滤膜用在半导体制备、锅炉和医学应用的水处理中、以及实验室应用的水的净化中。由于低的处理成本和优异的每单位体积处理能力，使用这种膜的水处理技术引起了关注。近年来，与通过加压产生水渗透的现有的分离膜方法比如微孔过滤、超滤、反渗透、纳米过滤等不同，正向渗透(FO)方法使用分离膜之间的渗透压差作为产生水渗透的驱动力，作为一种新的水处理方法引起了关注，因为正向渗透使用渗透压作为驱动力进行水处理，因此需要的能量比需要增压的现有方法的低。由于在80年代初开发了显示出改善性能的复合膜，在反渗透膜市场的约90%中，单一膜已经被聚酰胺复合膜所替代。聚酰胺复合膜是一种包括多孔支撑层的复合膜，所述多孔支撑层由聚砜聚合物树脂和作为表面选择层的聚酰胺活性层形成，聚酰胺复合膜可以由多种方法比如薄层分散、浸溃涂层、汽相沉积、朗谬尔-布罗杰特(Langmuir-Blodgett)、界面聚合等形成。另外,对于本领域目前开发和销售的反渗透复合膜，如美国专利第4，277，344号中公开的界面聚合方法用作制备复合膜的方法。如上所述，复合膜包括支撑层和形成在支撑层上的活性层，复合膜组件通常是通过制备复合膜、接着将所制备的复合膜灌封(pot)成组件的头部来制备的。然而，由于中空纤维型的多孔支撑层具有圆柱体形状，所以通过在支撑层上涂布至均匀厚度形成活性层由于支撑层的结构特性而不太容易，并且由于所述活性层必须通过单独涂布大量或多束(bundles)支撑层来形成而具有差的加工性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种制备复合膜组件的方法，其包括:制备包括其中灌封有中空纤维支撑层的单一膜组件；和通过使所述中空纤维支撑层的表面依次接触包括胺的第一溶液和包括酰卤的第二溶液而进行的界面聚合在所述中空纤维支撑层的表面上形成活性层。此处，所述方法可以形成均匀厚度的活性层并显示出优异的加工性能，通过该方法制备的复合膜组件显示出优异的脱盐率。根据本专利技术的一个方面，制备复合膜组件的方法包括:制备包括其中灌封有中空纤维支撑层的单一膜组件；和通过使所述中空纤维支撑层的表面依次接触包括胺的第一溶液和包括酰卤的第二溶液而进行的界面聚合在所述中空纤维支撑层的表面上形成活性层。所述单一膜组件可以包括多个中空纤维支撑层和外壳，所述多个中空纤维支撑层中的每一个的两端被灌封，所述外壳在其中容纳有所述多个中空纤维支撑层。所述中空纤维支撑层可以通过如下方法制备:通过使包括聚砜树脂、有机溶剂和造孔剂的聚合物溶液纺丝形成中空纤维；通过将所述中空纤维暴露于空气形成外部孔；通过将所述具有外部孔的中空纤维浸溃到非溶剂中形成内部孔；和使所述中空纤维凝结。所述聚砜树脂可以包括聚砜、聚醚砜或其混合物。所述有机溶剂可以包括选自由N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜和二甲基乙酰胺组成的组中的至少一种。所述造孔剂可以包括选自由2-乙氧基乙醇、丙酸、乙酸、叔戊醇、2-甲氧基乙醇、甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、聚乙二醇、二氧化硅和聚乙烯吡咯烷酮组成的组中的至少一种。所述非溶剂可以包括选自由水、甲醇、乙醇和异丙醇组成的组中的至少一种。所述中空纤维支撑层可以具有0.1mm至3.0mm的内径和10 μ m至500 μ m的厚度。所述中空纤维支撑层可以为具有孔径为IOnm至100 μ m的多孔超滤膜。所述活性层可以具有0.001 μ m至0.0001 μ m的孔径。所述第一溶液可以包括聚胺和水，且基于100wt%的所述第一溶液，所述聚胺的量为 0.lwt% 至 15wt%0所述聚胺可以包括选自由苯二胺、环己烷二胺、哌嗪及其混合物组成的组中的至少一种。所述第二溶液可以包括多官能团的酰卤和有机溶剂，且基于100wt%的第二溶液，所述多官能团的酰卤的量为0.01wt%至5wt%。所述多官能团的酰卤可以包括选自由均苯三甲酰氯、间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、1，3，5-环己烷三羰基氯、1，2，3，4-环己烷四羰基氯及其混合物组成的组中的至少一种。所述复合膜组件可以为加压型组件。本专利技术的另一个方面涉及一种由所述方法制备的复合膜组件。所述膜组件可以具有90%至99.9%的脱盐率。【专利附图】【附图说明】根据下述实施方式的详细说明结合附图，本专利技术的上述及其它方面、特征和优点将变得显而易见，其中:图1为根据本专利技术的一个实施方式的复合膜组件的截面图；和图2显示出根据本专利技术的一个实施方式的复合膜的截面图，图2(a)为包括在中空纤维支撑层的内圆周表面上形成的活性层的复合膜的截面图，和图2(b)为包括在中空纤维支撑层的外圆周表面上形成的活性层的复合膜的截面图。【具体实施方式】在下文中，将参照附图详细地描述本专利技术的实施方式。应理解的是，本专利技术不限于以下的实施方式，可以以不同的方式具体化，给出以下的实施方式以提供本专利技术的完全公开并向本领域的技术人员提供对本专利技术的彻底理解。同样地，应当注意附图的比例不是精确的，为了在附图中清楚地说明，一些尺寸，比如宽度、长度、厚度等被夸大。虽然为了描述方便起见，在附图中图解了一些元件，但是其它元件是本领域的技术人员容易理解的。应当注意，全部附图都是从观察者的视角描述的。应当理解，当一个元件被称为在另一个元件“上”或“下”时，则该元件可以直接形成在另一个元件上或下，或者插入元件也可以存在于其之间。另外，应当理解，在没有背离本专利技术的范围下，本专利技术可以由本领域技术人员以不同的方式具体化。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的组件。根据本专利技术的实施方式，制备复合膜组件的方法是制备提供有复合膜的组件的方法，所述复合膜包括中空纤维支撑层和形成在该支撑层的表面上的活性层，所述方法包括:制备单一膜组件，向单一膜组件灌封中空纤维支撑层；通过使所述中空纤维支撑层的表面依次接触包括胺的第一溶液和包括酰齒的第二溶液来进行界面聚合；和通过界面聚合在所述中空纤维支撑层的表面上形成活性层。在本专利技术的详细说明中，为了方便起见，分别描述单一膜组件的制备和在所述方法中使用所制备的单一膜组件的复合膜组件的制备。单一膜组件的制备如本文使用的，术语“单一膜组件”指其中活性层没有形成在中空纤维支撑层的表面上的分离膜组件。参照图1，根据本专利技术的一个实施方式的单一膜组件100可包括:多个中空纤维支撑层20和外壳10，多个中空纤维支撑层20中的每一个的两端被灌封，该外壳10在其中容纳有多个中空纤维支撑层20。在图1中，单一膜组件为加压型分离膜组件，该膜组件允许净化水收集在所述组件的两端。在所述单一膜组件中，外壳10包括形成在其侧壁下端处的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备复合膜组件的方法，包括：制备单一膜组件，向所述单一膜组件灌封中空纤维支撑层；和通过使所述中空纤维支撑层的表面依次接触包括胺的第一溶液和包括酰卤的第二溶液而进行界面聚合形成活性层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金永训，尹浚起，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR