由在非极性(例如有机)相中的单体、以及在极性(例如水相)中单体在多孔载体膜上的界面聚合制得反渗透膜。公开了界面聚合方法，用于制备高渗透性RO膜，其包括在多孔载体膜上使以下组分接触：a)含1,3-二氨基苯的第一溶液，和b)含均苯三甲酰氯的第二溶液，其中当溶液a)和溶液b)首先接触时，所述溶液的至少之一包含纳米粒子，以及回收高渗透性RO膜。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是2009年4月15日提交的名称为"混杂的纳米粒子TFC膜"的 200980121483. 8号申请的分案申请。 相关美国申请的夺叉引用 本申请要求以下美国临时申请的权益： 61/045, 262, 2008 年 4 月 15 日提交； 61/045, 234, 2008 年 4 月 15 日提交； 61/045, 237, 2008 年 4 月 15 日提交； 61/045, 247, 2008 年 4 月 15 日提交； 61/045, 249, 2008 年 4 月 15 日提交； 61/045, 252, 2008 年 4 月 15 日提交； 61/079, 794, 2008 年 7 月 10 日提交； 61/088, 666, 2008 年 8 月 13 日提交； 61/104, 905, 2008 年 10 月 13 日提交； 61/122, 341，2008 年 12 月 12 日提交； 61/112, 342, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 343, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 344, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 345, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 346, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 347, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 348, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 350, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 351，2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 352, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 354, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 355, 2008 年 12 月 12 日提交； 61/122, 357, 2008 年 12 月 13 日提交； 61/122, 358, 2008 年 12 月 13 日提交； 61/156, 388, 2009 年 2 月 27 日提交； 61/156, 394, 2009 年 2 月 27 日提交；以及 61/164,031，2009年3月27日提交，其全部内容通过引用结合在此。
本专利技术涉及包含纳米粒子和/或其它添加剂的薄膜复合材料或TFC膜，更具体而 言涉及将这种膜用于反渗透或正向渗透，例如用于净化水。
技术介绍
在非极性（例如有机）相中的单体与在极性（例如水性）相中的单体一起在多 孔载体膜上通过界面聚合制得的反渗透膜被称为是TFC膜，并被用于其中需要通量（flux) 和基本脱除率（rejection)特征的例如水的净化中。各种材料被添加至TFC膜中，以增加 通量，且不减少脱除率特征，其取得了有限的成功。这种膜也会易于结垢，其导致通量减 少，因为例如源自待净化的有盐味或海水的污染物会在TFC膜的区别层（discrimination layer)表面上积累。 现在需要的技术是希望能进一步改进通量，同时同时保持或改进脱除率特征，耐 受结垢作用，并且能够改进这种改进过的TFC膜的商业处理。【附图说明】 图1是用来说明在制备TFC膜的方法的步骤中各层的框图，其中纳米粒子16存在 于水相14中。 图2是用来说明在制备TFC膜的方法的步骤中各层的框图，其中纳米粒子16存在 于有机相18中。 图3是用来说明在制备TFC膜的方法的步骤中各层的框图，其中纳米粒子16存在 于水相14和有机相18中。 图4是用来说明在制备TFC膜的方法的步骤中各层的框图，其中纳米粒子16存在 于多孔载体膜12和水相14之间的水溶液15中。 图5所示为TFC膜在反渗透工艺中用途的框图，该膜具有纳米粒子16在区别层24 的层中。 图6所示为TFC膜在反渗透工艺中用途的框图，该膜具有纳米粒子16在区别层24 和多孔载体膜12之间。 图7是区别层24的TEM显微照片，用来说明纳米粒子16在薄膜聚合物基材中。 图8是R0膜10的截面图，其包括载体膜24上的区别层24中的纳米粒子16。 图9是R0膜10的截面图，其包括载体膜24上的区别层24中的纳米粒子16。 图10是R0膜10在制造处理过程中的图解视图，其包括可溶性金属离子在水相14 中。 图11是R0膜10在制造处理过程中的图解视图，其包括可溶性金属离子在有机相 18中。 图12是R0膜10在反渗透作用期间的图解视图，其包括纳米粒子和可溶性金属离 子16在区别层24中。 图13是R0膜10在制造处理过程中的图解视图，其包括纳米粒子和可溶性金属离 子16在水相14中。 图14是R0膜10在反渗透作用期间的图解视图，其包括纳米粒子和可溶性金属离 子16在区别层24中。 图15是R0膜10在制备处理过程中的图解视图，其包括可溶性金属离子17在水 相14中，该金属离子是在多孔载体膜12中从纳米粒子16整体或部分释放的，或从其它载 体释放的。 图16是载体膜12在制造中的图解视图，其中浇注溶液13被涂布到玻璃板15上 的织物20上。 图17是R0膜10在反渗透作用期间的图解视图，其包括可溶性金属离子19和/ 或可溶性金属离子效果（effect) 19在区别层24中。 图18是单水解的TMC的化学结构。 图19是R0膜10在制备处理过程中的图解视图，其包括单水解的TMC16在有机相 18中。 图20是R0膜10在反渗透作用期间的图解视图，其包括单水解的TMC16在区别层 24中。 图21是单水解的TMC的1H-NMR。 图22是R0膜10在制备处理过程中的图解视图，其包括分子添加剂16在有机相 18中。 图23是R0膜10在反渗透作用期间的图解视图，其包括分子添加剂16在区别层 24中。 图24是R0膜10用于净化盐水的图解视图。 图25是由于三种不同的膜构造的结垢而导致的、通量下降损失随时间变化的简 单图示。 图26是涉及膜性能与单水解TMC纯度的图例。
技术实现思路
在一个方面，开发了使用纳米粒子在TFC膜中的改进技术，包括在混杂的纳米复 合材料TFC膜中组合使用纳米粒子和/或纳米管与碱土金属、单水解的TMC和/或其它分 子添加剂，其具有增加的通量、脱除率和抗结垢特性。 在另一个方面，该新型混杂纳米复合材料TFC膜具有多种有利的浓度和范围内的 TMC和MPD与TMC之比，以及发现有添加剂浓度的拐点（deflection point)，该添加剂如单 水解的TMC，这使得能够设计和制造具有选择的通量、脱除率和抗结垢特性的工程纳米复合 材料TFC膜。 在其它方面，一些新型添加剂，尤其是碱土金属和单水解的TMC可用于设计和制 造高通量、脱除率和抗结垢特性的TFC膜。这些膜也可以有利地使用该有利的TMC浓度和 范围、MH)与TMC之比以及添加剂浓度的拐点，以针对具体环境提供最佳特性。 本专利技术的一个目的是提供一种用于制备高渗透性R0膜的界面聚合方法，其包括： 在多孔载体膜上使以下组分接触： a)含1，3-二氨基苯的第一溶液，和 b)含均苯三甲酰氯的第二溶液，其中当所述两种溶液首先接触时，溶液a)和溶液b)的至少之一包含良好分散的 纳米粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种RO膜，其包括：多孔载体膜，以及在所述多孔载体膜上提供的区别层，其中所述区别层包括分子添加剂化合物，并且所述分子添加剂化合物是包含碱土金属的β‑二酮酸盐络合物。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·J·库尔斯，J·A·凯勒，M·周，B·A·霍姆伯格，R·L·布尔克，
申请(专利权)人：纳米水公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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