一种复合反渗透膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合反渗透膜的制备方法，其特征在于：首先将湿的多孔支撑基膜进行干化处理，干化处理过的基膜通过含有两个或两个以上胺基的化合物的水相溶液和含有两个或两个以上酰氯基的化合物的油相溶液的界面聚合反应形成复合反渗透膜。所述湿的多孔支撑基膜干化处理过程为：湿的基膜用含有高沸点的亲水有机分子的水溶液充分浸润，将浸润后的基膜放入烘箱中加热去除膜内水分形成干膜。本发明专利技术通过复合反渗透膜致密功能层形成之前对多孔支撑基膜的干化处理，制得的复合反渗透膜具有高通量和高截留率。

Preparation of a composite reverse osmosis membrane

The invention discloses a preparation method of a composite reverse osmosis membrane, which is characterized in that the wet porous supporting base membrane is first dried, and the dried base membrane passes through the interface of an aqueous solution containing two or more amino groups and an oil solution containing two or more acyl chlorides. The polymerization formed a composite RO membrane. The drying process of the wet porous supporting base membrane is that the wet base membrane is fully infiltrated with a water solution containing a hydrophilic organic molecule with a high boiling point, and the wet base membrane is put into an oven to heat and remove the moisture in the film to form a dry film. The composite reverse osmosis membrane has high throughput and high rejection rate by drying the porous supporting base membrane before the formation of the dense functional layer of the composite reverse osmosis membrane.

【技术实现步骤摘要】
一种复合反渗透膜的制备方法
本专利技术涉及膜分离技术，更进一步说，涉及一种复合反渗透膜的制备方法。
技术介绍
伴随着国家工业化的高速发展，水污染成为目前国家亟待解决的大问题。人们对健康生活的追求与日益恶化的生活饮用水形成尖锐的矛盾。为解决工业废水处理和人民日常用水的问题，各种水处理技术应运而生，其中复合反渗透因对有机小分子和无机盐离子的卓越的分离性能，以及安全，环境友好，易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。复合反渗透技术，应用十分广泛，包括海水和苦咸水淡化，硬水软化，工业废水处理，超纯水制备，家用净水机等广泛领域。复合反渗透膜的工艺过程在美国专利US4277344A中有介绍，即首先将聚砜涂敷在聚酯无纺布上经过相转化法形成的微孔底膜，浸入到二胺或多胺水溶液中，然后通过风淋、辊压等方法除去膜表明多余胺溶液，再浸入到含有两个或两个以上酰氯基的酰氯化合物的有机非极性溶液中与酰氯发生界面聚合反应，从而在表面形成致密的具有分离功能的聚酰胺超薄分离层，成膜后，再进行热固化、洗涤和后处理，制备出我们所需要的复合反渗透膜。其中，制备同时具有高通量与高截留率的复合反渗透膜是水处理膜的发展趋势也是发展需求。经过不同的研究尝试，人们发现增加水通量的方法主要是通过在复合反渗透膜成膜过程中控制脱盐功能层的厚度、密度、亲水性、粗糙度、及表面电荷等来实现。如中国专利CN105080352B中，通过可溶解多孔支撑基膜材质的溶剂的水溶液浸泡支撑膜，对支撑基膜进行处理，来制备高通量的复合反渗透膜。为了增加复合反渗透膜的亲水性，人们尝试将具有亲水性的基团如磺酸基，羧基或者其他亲水聚合物引入到芳香聚酰胺中。在界面聚合步骤中引入不同的添加剂的方法也被尝试，中国专利CN101569836B中通过在水相中加入樟脑磺酸、水溶性添加剂、表面活性剂实现了复合反渗透膜通量和截盐率的提升。而另一篇中国专利CN103111191B中，通过向油相中添加增塑剂来提高复合反渗透膜的通量。另外还有通过对反渗透膜的后处理以增大通量与截盐率。此外，在反渗透复合膜复合成膜的热处理过程中，基膜孔内由于水分子的流失，造成基膜孔塌陷、收缩，严重降低整个复合反渗透膜的透水性能，因此在胺的水相中添加堵孔剂成为必需。如美国专利US4872984A，首先通过在水相中加入胺盐来实现热处理过程中对基膜孔的保护，提高了复合膜的水通量。本专利技术主要通过在复合成膜前对基膜进行干化处理，干化处理过基膜孔内的高沸点有机分子在复合成膜的热处理过程中依然留在孔内，保护了复合膜中基膜的孔结构不会因为失水而收缩及塌陷。依此制备的复合反渗透膜具有高的水通量和高截留率。同时复合膜的湿态基膜即使在纯水中保存，也极易受到环境细菌的污染，影响后续复合膜的性能，而干化处理后的基膜则不易被细菌污染，可长期保存。
技术实现思路
为解决现有技术中出现的问题，本专利技术提供了一种复合反渗透膜制备方法。在复合反渗透膜致密功能层形成之前对湿的多孔支撑基膜进行干化处理，再用干化处理过的多孔支撑基膜通过含有两个或两个以上胺基的化合物和含有两个或两个以上酰氯基的化合物的界面聚合反应制备复合反渗透膜。此法制得的复合反渗透膜具有高的通量和高的截留率。提升实现本专利技术的技术方案如下：一种复合反渗透膜的制备方法，其特征在于：所述复合反渗透膜是对湿的多孔支撑基膜进行干化处理，干化处理过的基膜通过含有两个或两个以上胺基的化合物的水相溶液和含有两个或两个以上酰氯基的化合物的油相溶液的界面聚合反应形成复合反渗透膜。所述的一种复合反渗透膜的制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：1)将湿的多孔支撑基膜进行干化处理；2)将上述步骤处理后的多孔支撑基膜与含有两个或两个以上胺基的化合物的水相溶液接触；3)将经过水相溶液浸润后的多孔支撑基膜表面多余的水相溶液除去；4)经过步骤3)处理后的多孔支撑基膜与含有两个或两个以上酰氯基的化合物的油相溶液接触；5)干燥处理制得所述复合反渗透膜。所述湿的多孔支撑基膜干化处理过程为：湿的多孔支撑基膜用含有高沸点的亲水有机分子的水溶液充分浸润，将浸润后的基膜放入烘箱中加热去除膜内水分形成干膜。所述高沸点的亲水性有机分子的水溶液为甘油、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡络烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)、聚氧化乙烯(PEO)的一种或几种的水溶液。所述高沸点的亲水性有机分子的水溶液溶质的质量浓度为0.5％-20％。所述高沸点的亲水性有机分子的水溶液对多孔支撑基膜浸润时间为10-600秒，溶液温度为15-100℃。所述浸润后的基膜放入烘箱中烘干时间为10-300秒，温度为40-130℃。所述多孔支撑基膜是聚砜多孔支撑基膜、磺化聚砜多孔支撑基膜、聚醚砜多孔支撑基膜、磺化聚醚砜多孔支撑基膜中的一种；所述含有两个或两个以上胺基的化合物为间苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、1，3，5-三胺基苯、1，2，4-三胺基苯、3，5-二胺基苯甲酸、2，4-二胺基甲苯、2，4-二胺基苯甲醚、阿米酚中的至少一种；所述含有两个或两个以上酰氯基的化合物为对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、联苯二甲酰氯、苯二磺酰氯、均苯三甲酰氯中的至少一种；所述有机相溶液的有机溶剂为正己烷、环己烷、三氟三氯乙烷、正庚烷、正辛烷、甲苯、乙苯、ISOPAR溶剂中的一种或几种。所述水相溶液中含有两个或两个以上胺基的化合物的质量分数为0.1-5％；所述有机相溶液中含有两个或两个以上酰氯基的酰氯化合物的质量分数为0.1-3％。所述步骤2)和步骤4)中的接触时间为10-150秒。所述步骤5)干燥处理为在30-130℃下干燥5-30分钟。本专利技术的有益效果：本专利技术的复合反渗透膜主要是对复合前基膜进行干化处理，干化处理过基膜孔内的高沸点有机分子在复合成膜的热处理过程中依然留在孔内，保护了复合膜中基膜的孔结构不会因为失水而收缩及塌陷。依此制备的复合反渗透膜具有高的水通量和较高的截留率。本专利技术的制备方法简单，反应条件温和，所带来的膜分离性能的改善大大的降低了复合反渗透膜的应用与运行成本。具体实施方式下面结合实施例具体说明本专利技术。实施例1～3：本组实施例中，列出了采用不同溶液对多孔支撑基膜进行干化处理所制得的复合反渗透膜的测试性能。本组实施例中，界面聚合步骤之前对基膜进行干化处理的高沸点的水溶性有机分子的溶液质量浓度为5％，配制方法为准确量取所选用的试剂置于容量瓶，然后加入去离子水至刻度。具体为实施例1～实施例3分别选用甘油，聚乙二醇(PEG)，聚丙烯酸(PAA)配制成的质量浓度为5％的溶液。配好的溶液于室温下保存(22℃)。使用自制的聚砜多孔支撑膜，与配置好的溶液接触(将溶液倾倒于固定好的支撑膜上)60秒，倒掉多余溶液，再将多孔支撑基膜放入80℃的烘箱中加入5分钟后，再将此基膜表面与质量浓度为3％的间苯二胺水相溶液浸润接触60秒。之后倒掉多余水相溶液后，用干净橡胶辊将膜表面辊干，然后将膜与质量浓度为0.15％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液接触20秒，然后将形成的聚酰胺层在空气中晾干，放在45℃的烘箱中处理5min，然后在25℃的水中漂洗10分钟，得到复合反渗透膜，制备好的复合反渗透膜保存在去离子水中。对照例对照例其操作方法与步骤除不对湿润的多孔聚砜支撑膜进行干化处理外，均与实施例1相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合反渗透膜的制备方法，其特征在于：所述复合反渗透膜是对湿的多孔支撑基膜进行干化处理，干化处理过的基膜通过含有两个或两个以上胺基的化合物的水相溶液和含有两个或两个以上酰氯基的化合物的油相溶液的界面聚合反应形成复合反渗透膜。

【技术特征摘要】
1.一种复合反渗透膜的制备方法，其特征在于：所述复合反渗透膜是对湿的多孔支撑基膜进行干化处理，干化处理过的基膜通过含有两个或两个以上胺基的化合物的水相溶液和含有两个或两个以上酰氯基的化合物的油相溶液的界面聚合反应形成复合反渗透膜。2.根据权利要求1所述的一种复合反渗透膜的制备方法，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：1)将湿的多孔支撑基膜进行干化处理；2)将上述步骤处理后的多孔支撑基膜与含有两个或两个以上胺基的化合物的水相溶液接触；3)将经过水相溶液浸润后的多孔支撑基膜表面多余的水相溶液除去；4)经过步骤3)处理后的多孔支撑基膜与含有两个或两个以上酰氯基的化合物的油相溶液接触；5)干燥处理制得所述复合反渗透膜。3.根据权利要求1所述湿的多孔支撑基膜干化处理，其特征在于所述过程为：所述湿的多孔支撑基膜用含有高沸点的亲水有机分子的水溶液充分浸润，将浸润后的基膜放入烘箱中加热去除膜内水分形成干膜。4.根据权利要求3所述的湿的多孔支撑基膜干化处理过程，其特征在于：所述高沸点的亲水性有机分子的水溶液为甘油、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡络烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)、聚氧化乙烯(PEO)的一种或几种的水溶液。5.根据权利要求3所述的湿的多孔支撑基膜干化处理过程，其特征在于：所述高沸点的亲水性有机分子的水溶液溶质的质量浓度为0.5％-20％。6.根据权利要求3所述的湿的多孔支撑基膜干化处理过程，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星，武少禹，
申请(专利权)人：南京帝膜净水材料开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32